ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

ЦЕЛЬ И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ (GOAL AND MAIN TASKS OF THE FINAL WORK)

12 3

ОПТИМИЗАЦИЯ ГРУЗОВОГО ПЛАНА СУДНА ПО ПАРАМЕТРАМ ПОСАДКИ И ОСТОЙЧИВОСТИ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

СТУДЕНТА СПЕЦИАЛЬНОСТИ «СУДОВОЖДЕНИЕ»

123 СП ГРУППЫ

МАМЕНКО ПАВЛА ПАВЛОВИЧА

CARGO PLAN OPTIMIZATION FOR THE SHIP STABILITY AND TRIM

METHODICAL RECOMMENDATIONS

TO FINAL WORK PERFORMANCE

FOR STUDENTS OF CURRICULUM “NAVIGATION”

ХЕРСОН 2013

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ (INTRODUCTION)
1.	СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЕМ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ (CONTENT AND VOLUME OF THE FINAL WORK)
2.	ЦЕЛЬ И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ (GOAL AND MAIN TASKS OF THE FINAL WORK)
2.1.	Исходные данные (Original data)
2.2.	Цель контрольной работы (The final work goal)
2.3.	Основные задачи КР (Main Tasks of the Final Work)
3.	ВЫБОР ВАРИАНТА ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ (DETERMINATION OF THE FINAL WORK VARIANT)
4.	ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ (PROCEDURE OF THE FINAL WORK PERFOMANCE)
4.1.	Выбор возможного варианта размещения грузов (Choice of possible version of the weights’ loading.)
4.2.	Оценка весового водоизмещения и координат ЦТ судна (Calculating displacement and coordinates of the gravity centre)
4.3.	Оценка элементов погруженного объема судна (Determining of the ship hydrostatic parameters)
4.4.	Расчет метацентрических высот судна (Metacentric heights assessment)
4.5.	Оценка посадки судна (Heel and trim calculation)
4.6.	Расчет и построение диаграммы статической остойчивости (Static Stability Curve calculation and design)
4.7.	Расчет и построение диаграммы динамической остойчивости (Calculation and design of the Dynamic Stability Curve)
4.8.	Оценка критерия погоды (The weather criterion calculation)
4.9.	Cравнение показателей остойчивости судна со стандартами ИМО и Регистра (The IMO and Register standards comparison to the real numbers of the ship stability)

APPENDIX 1. ГИДРОСТАТИЧЕСКИЕ ТАБЛИЦЫ (HYDROSTSTATIC DATA)
APPENDIX 2. ИНТЕРПОЛЯЦИОННЫЕ КРИВЫЕ -- ПАНТОКАРЕНЫ (CROSS CURVES OF STABILITY)
APPENDIX 3. ТРЕБОВАНИЯ ИМО К ОСТОЙЧИВОСТИ СУДОВ (SHIP STABILITY REQUIREMENTS OF IMO)
	БиблиографиЧЕСКИЙ СПИСОК (reference)

ВВЕДЕНИЕ

Оценка и контроль остойчивости судна в условиях эксплуатации является важнейшим элементом профессиональной подготовки командного состава судов и специалистов направления «Судовождение». Поэтому в дисциплине «Управление мореходными качествами судна» предусмотрено выполнение итоговой контрольной работы, целью которой является закрепление теоретических знаний и практических навыков в этой области.

Методические указания составлены таким образом, чтобы обучающийся мог самостоятельно, без использования дополнительной литературы и документации, выполнить контрольную работу и приобрести необходимые навыки расчетов (вручную) посадки и остойчивости судна при размещении грузов. Поэтому они содержат международные требования к остойчивости судов, а также все необходимые пояснения, расчетные формулы, таблицы и необходимую информацию о судне, включая гидростатические таблицы и интерполяционные кривые. Рассмотрен также конкретный расчетный пример выполнения контрольной работы.

Методические указания кроме общепринятых подходов и методов расчета посадки и остойчивости судна содержат оригинальные разработки автора. В частности, наряду с традиционной, изложена методика оценки критерия погоды судна по диаграмме динамической остойчивости (ДДО), что позволяет существенно упростить процедуру и избавить исполнителя от кропотливой работы по оценке площадей сегментов на диаграмме статической остойчивости (ДСО).

Текст методических указаний написан одновременно на двух языках: русском и английском, что способствует не только приобретению профессиональных навыков оценки и расчета (вручную) посадки и остойчивости судна, но и углублению своих знаний в английском языке.

Учитывая вышеизложенное, автор надеется, что методические указания будут полезны не только студентам морских специальностей, но и всем практикующим профессионалам и морякам, желающим самостоятельно научиться расчетам посадки и остойчивости судна при размещении грузов.

СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЕМ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

(CONTENT AND VOLUME OF THE FINAL WORK)

Контрольная работа оформляется в виде пояснительной записки объемом 15-20 страниц и должна включать следующие разделы: ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ ЛИСТ ЗАДАНИЯ СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПОСАДКИ И ОСТОЙЧИВОСТИ СУДНА ДЛЯ ПЕРВОГО ВОЗМОЖНОГО ВАРИАНТА РАЗМЕЩЕНИЯ ГРУЗОВ: · оценка весового водоизмещения и координат ЦТ судна; · оценка элементов погруженного объема судна по гидростатическим кривым; · расчет метацентрических высот судна; · расчет исправленной метацентрической высоты и аппликаты ЦТ судна с учетом свободных поверхностей жидкости; · оценка посадки судна (углов крена, дифферента, осадок носом и кормой); · расчет и построение диаграммы статической остойчивости; · расчет и построение диаграмм динамической остойчивости; · определение критерия погоды судна; · расчет площадей диаграммы статической остойчивости для углов крена 0-30⁰, 0-40⁰ и 30⁰-40⁰. 2.РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПОСАДКИ И ОСТОЙЧИВОСТИ СУДНА ДЛЯ ВТОРОГО ВОЗМОЖНОГО ВАРИАНТА РАЗМЕЩЕНИЯ ГРУЗОВ. 3.РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПОСАДКИ И ОСТОЙЧИВОСТИ СУДНА ДЛЯ ТРЕТЬЕГО ВОЗМОЖНОГО ВАРИАНТА РАЗМЕЩЕНИЯ ГРУЗОВ. 4.СРАВНЕНИЕ И АНАЛИЗ ВАРИАНТОВ РАЗМЕЩЕНИЯ ГРУЗОВ ПО КРИТЕРИЯМ ПОСАДКИ И ОСТОЙЧИВОСТИ И ВЫБОР НАИБОЛЕЕ ОПТИМАЛЬНОГО. 5.ВЫВОДЫ ПРИЛОЖЕНИЯ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК Во ВВЕДЕНИИ необходимо указать основные характеристики и особенности судна, а также выполнить обзор требований Регистра и ИМО к показателям остойчивости судов. В ВЫВОДАХ должны быть отражены основные результаты, полученные в ходе выполнения контрольной работы, в том числе указано какой вариант размещения грузов является наиболее оптимальным и по какой причине. Необходимо также привести полученные данные показателей начальной, общей и динамической остойчивости судна для выбранного варианта размещения грузов и сравнение их с установленными нормами ИМО и Регистра. В ПРИЛОЖЕНИЯХ к курсовой работе должны быть представлены Гидростатические кривые (таблицы), Интерполяционные кривые (Пантокарены) рассматриваемого судна, а также другие материалы, необходимые для выполнения курсовой работы. Оформление текста, формул, рисунков и таблиц должно отвечать ГОСТ 2.105-95 "Общие требования к текстовым документам". Библиографический список должен соответствовать ГОСТ7.1-84 "Биб-лиографическое описание документа".

The final work is to be performed as an explanatory note with volume 15-20 pages. It must include the next: TITLE TASK SHEET CONTENT INTRODUCTION 1. STABILITY AND TRIM CALCULATION FOR THE FIRST POSSIBLE VERSION OF THE CARGO LOADING: · displacement and gravity centre position calculation; · hydrostatic calculations (by the use of the Hydrostatic data); · determining the metacentric heights of the ship; · free surface correction of the metacentric height and the gravity centre of the ship; · assessing the ship position on the water surface (list and trim angles, drafts forward and aft, and so); · Static Stability Curve (GZ- curve) design; · Dynamic Stability Curve design; · Weather criterion calculation; · The GZ- curve areas calculations (for heel angles 0-30⁰, 0-40⁰ и 30⁰-40⁰). 2. STABILITY AND TRIM CALCULATION FOR THE SECOND POSSIBLE VERSION OF THE CARGO LOADING. 3. STABILITY AND TRIM CALCULATION FOR THE THIRD POSSIBLE VERSION OF THE CARGO LOADING. 4. ANALYSIS AND COMPARISION OF THE CARGO LOADING VERSIONS WITH RESPECT TO THE SHIP STABILITY AND TRIM AND CHOOSING THE BEST ONE. 5. CONCLUSION APPENDIX REFERENCE The basic parameters and measures of the ship have to be noted at the INTRODUCTION. The IMO stability standards are also to be included. Main results of the final work must be reflected at the CONCLUSION. In addition, the best cargo loading version is to be announced and explained. For the best cargo loading version, the numbers of the basic criteria of the initial, general, and dynamical stability must be represented. They are also must be compared with the IMO and Russian Register standards. The Hydrostatic curves (data), Cross Curves of Stability, and other materials must be represented at the APPENDIX of the final work. Printing the text, formulas, tables, and others, drawing figures must be done in accordance with the 2.105-95 standard.

ЦЕЛЬ И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ (GOAL AND MAIN TASKS OF THE FINAL WORK)

2.1. Исходные данные Грузовое многоцелевое судно изначально имеет на борту 222 контейнера и его параметры посадки и остойчивости следующие (табл. 1). На судно предполагается погрузить три отдельных дополнительных груза весом w₁, w₂, w_3. Координаты мест погрузки (точек А,В,С) следующие:

2.1. Original data A multipurpose cargo-vessel NB-313 (“My Industrial Accord”) has been loaded 222 containers and its original parameters are the next – Table 1. The ship is supposed to be loaded by three additional single weights: w₁, w₂, w₃. The сoordinates of loaded places (points A,B,C) on board ship are the next:

Каждый груз w₁, w₂, w₃ может быть установлен только в одно из указанных мест (точек А,В,С).

Each single weight w₁, w₂, w₃ might be loaded on the one and only of these points).

Table 1

Name of parameter	Briese Co	IMO	Value	Unit
Length between perpendiculars (длина по КВЛ)	LBP			m
Breadth molded (ширина корпуса)			16.6	m
Displacement (водоизмещение)	Disp		7514.5	t
Draft FP (осадка носом)	Draft FP	T_KF	5.871	m
Draft AP (осадка кормой)	Draft AP	T_KA	6.850	m
Mean draft (средняя осадка)	Draft MS	T_KM	6.361	m
Angle of heel (угол крена)	Heel			grad
Metacentric height (метацентрическая высота)	GM	GM	0.701	M
Corrected metacentric height (исправленная метацентрическая высота)	GM’	GMc	0.622	M
Free Surface Correction (поправка к метацентрической высоте на свободные поверхности жидкостей)	FSC		0.079	M
z-coordinate of metacentre (отстояние поперечного метацентра от киля)	KMT	KM	7.411	M
z-coordinate of metacentre (longitudinal) – отстояние продольного метацентра от киля	KML	KM_L	126.601	M
x-coordinate of centre of gravity (абсцисса ЦТ судна)	LCG	XG	45.624	M
y-coordinate of centre of gravity (ордината ЦТ судна)	TCG	YG	0.00025	M
z-coordinate of centre of gravity (аппликата ЦТ судна)	VCG	КG	6.71	M
Water specific gravity (удельный вес забортной воды)	WSG		1.025	t/m³

2.2. Цель контрольной работы Выбор оптимального варианта размещения дополнительных грузов в точках А,В,С, при котором посадка и остойчивость судна будет наиболее предпочтительными и соответствовать установленным нормам ИМО и Регистра 2.3. Задачи контрольной работы Для каждого рассматриваемого варианта размещения дополнительных грузов (всего 6 возможных вариантов): · Оценка весового водоизмещения и координат ЦТ судна. · Оценка элементов погруженного объема судна по Гидростатическим кривым. · Расчет метацентрических высот судна. · Расчет исправленной метацентрической высоты и аппликаты ЦТ судна с учетом свободных поверхностей жидкости. · Оценка посадки судна: углов крена, дифферента, осадок носом и кормой. · Расчет и построение диаграммы статической остойчивости с использованием пантокарен (интерполяционных кривых). · Расчет и построение диаграммы динамической остойчивости. · Оценка площадей диаграммы статической остойчивости для углов крена 0-30⁰, 0-40⁰ и 30⁰-40⁰ . · Расчет критерия погоды судна. Примечание 1. В обоснованных случаях (это должно быть объяснено в КР) студент вправе исключить из рассмотрения варианты размещения грузов, заведомо непригодные для всестороннего анализа. Таким образом, общее число вариантов размещения грузов может быть уменьшено до двух-трех наиболее перспективных. Примечание 2. Принимаемые по условию задания дополнительные грузы w₁, w₂, w₃ – твердые. Поэтому величина

судна после их погрузки остается неизменной и равной исходной. Примечание 3. В прилагаемой судовой документации начало координат (OXYZ) теоретического чертежа корпуса судна находится на килевой линии и кормовом перпендикуляре. (Поэтому отрицательных значений координат размещения грузов по оси OX быть не может).

2.2. The final work goal Choosing the best version of the additional weights loadingon points A, B, and C with respect to the ship stability and trim and their accordance with the IMO and Register standards. 2.3. Main Tasks of the Final Work For each possible loading version (totally, there are 6 options): · Calculation of the ship displacement and the gravity centre (CG) position. · By the use of the Hydrostatic Data, the hydrostatic elements of the ship hull assessment. · Calculation of the metacentric heights of the ship. · Free surface correction of the transverse metacentric height and the vertical centre of gravity (VCG) of the ship. · Trim and heel calculation. · Calculation and drawing the Static Stability Curve (Righting Lever Curve) by the use of the Cross Curves Data. · Calculation and drawing of the Dynamic Stability Curve (DSC). · The SSC area’s estimation for heel angles 0-30⁰, 0-40⁰ и 30⁰-40⁰ . · The Weather criteria calculation. Note 1. In reasonable cases (it should be explained in the FW), a student might exclude from analysis the cargo loading versions that are obviously unacceptable. Consequently, the total number of the cargo loading versions might be reduced up to two or three ones. Note 2. According to the original data, loaded additional weights w₁, w₂, w₃ are not liquids; therefore, the free surface correction (

) number after this loading is the same as the original one. Note 3. In the ship stability booklet used in this FW, the coordinate system OXYZ (its origins) of the ship hull is located on the keel line and at the aft perpendicular. (As a result, the negative numbers of the loading coordinates along axis OX are not possible.)

ВЫБОР ВАРИАНТА ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

(DETERMINATION OF THE FINAL WORK VARIANT)

Каждый студент выбирает свой вариант выполнения контрольной работы (где заданы веса дополнительных грузов, принимаемых на судно) в соответствии с номером по классному журналу (табл. 2).

Each student has to choose his final work variant (the additional loaded weights are represented) according to his number in the class name least booklet (Table 2).

Table 2

Version

12 3