Остойчивость грузовых судов

Избыточный дифферент приводит к тому, что для передвижения крышек трюмов система будет работать при повышенной нагрузке. Очевидно, что техника, работающая с превышением нормальной рабочей нагрузки, потребует более раннего технического обслуживания и ремонта. Кроме того, в ней в любой момент может произойти поломка и для ее устранения потребуется время и средства.

На судах имеющих твиндечные понтоны и/или передвижные зерновые переборки их перемещение и установка также должны производиться при определенном дифференте и крене судна. Избыточные крен и/или дифферент могут значительно затруднить, а в некоторых случаях сделать совсем невозможными перемещение твиндечных понтонов и зерновых переборок.

Для безопасной и эффективной работы с судовыми грузовыми кранами также необходимо соблюдать, установленные их производителем и указанные в руководстве по эксплуатации, ограничения по крену и дифференту. Это особенно важно при работе с тяжеловесными и крупногабаритными грузами.

11. На грузовые операции. Для эффективной обработке некоторых видов грузов посадка судна может иметь важное значение, например для контейнеров. Если на обработку контейнеров дифферент почти не оказывает влияния, то крен судна может сделать ее невозможной. Наличие у контейнеровоза крена около 1,5° значительно снижает скорость обработки контейнеров, а дальнейшее его увеличение делает ее практически невозможной. Для того чтобы обработка контейнеров могла осуществляться с максимально возможной скоростью контейнеровозы оборудуют антикреновыми системами, которые работают в автоматическом режиме и не позволяют судну крениться на угол, превышающий заданный.

Посадка судна также важна для специализированных судов докового типа, а также судов типа ро-ро и судов с судовыми кранами большой грузоподъемности.

12. На откачку балласта. Откачка балласта даже на некоторых новых судах может быть не простым делом, а на судах старше 10 лет она практически всегда связана со значительными трудностями. Большое влияние на откачку балласта оказывает дифферент судна. Как правило, балласт быстрее и качественнее откачивается, когда судно имеет дифферент на корму примерно 2-х метра. При большом дифференте на корму вода лучше стекает в кормовую часть танков, где обычно установлены трубы для ее откачки. Чем больше дифферент, тем с большей скоростью вода стекает в кормовую часть танка, унося с собой ил, глину, песок и другие донные отложения, которые попадают в танки при приеме балласта.

Крен также может затруднить откачку балласта, поэтому необходимо следить, чтобы судно во время откачки находилось без крена. Если появляется крен, то необходимо сразу принять меры, чтобы выяснить причины его появления и отрегулировать откачку балласта, чтобы осушения танков происходило по возможности равномерно.

Полная откачка балласта позволяет погрузить на судно больше груза и, следовательно, повысить эффективность коммерческой эксплуатации.

13. На осушение трюмов. На многих грузовых судах замывка трюмов производится довольно часто и в большинстве случаев время на замывку и сушку трюмов весьма ограниченно. Для быстрой и качественной замывки трюмов необходимо, чтобы вода не скапливалась на палубе трюма и откачивалась за борт как можно быстрее. Как правило, придание судну небольшого крена позволяет выполнять откачку воды наиболее эффективно. После окончания замывки и осушения льяльных колодцев в грузовых трюмах крен выравнивают. Правильно организованная замывка трюмов позволяет значительно сократить время на ее проведение, иметь больше времени на сушку и подготовку трюмов к погрузке, а также избежать непроизводительных простоев, которые могут возникнуть из-за неготовности трюмов к погрузке.

14. Обитаемость экипажа. Каждое судно проектируется так, чтобы обеспечить максимум удобств для обитания экипажа. Однако только этого недостаточно, чтобы в процессе эксплуатации обеспечить удовлетворительное обитание экипажа. Многое зависит от того, как судно ведет себя на волнении. Придание судну соответствующей посадки позволяет существенно снизить неблагоприятное воздействие качки на обитаемость экипажа. Например, судно с постоянным креном будет испытывать более резкую качку с большей амплитудой в сторону накрененного борта. Если выправить крен, то судно будет испытывать качку почти одинаково на оба борта и ее влияние на экипаж уменьшится.

Так же придание судну правильного дифферента позволяет уменьшить килевую качку и ее негативное воздействие на обитаемость.

В процессе эксплуатации следует уделять большое внимание обитаемости экипажа, так как от нее зависит качество отдыха моряков, что в свою очередь снижает уровень травматизма и повышает эффективность эксплуатации судна.

Таким образом, влияние посадки судна на эксплуатацию судна весьма существенно и контроль за ее параметрами должен осуществляться должным образом и вестись вахтенной службой непрерывно.

Методики расчетов частных случаев посадки и дифферента подробно рассмотрены в книге серии «Морская практика» – «Расчет посадки и дифферента грузовых судов».

Многоцелевое судно в грузу, имеющее посадку на ровный киль. Фото автора из личного фотоархива.

Крупнотоннажный контейнеровоз, имеющий посадку на ровный киль. Фото автора из личного фотоархива.

Железнодорожный паром «Амбал» у причала в порту Балтийск. Фото автора из личного фотоархива.

Паром во время погрузки железнодорожных вагонов имеет посадку на ровный киль.

Фидерный контейнеровоз в Средиземном море. Фото автора из личного фотоархива.

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

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

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

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

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

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

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

Условия плавучести

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

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

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

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

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

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

где,

– весовое водоизмещение, (метрических тон – т).

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

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

У судна, плавающего без крена и дифферента:

где,

Xc – отстояние центра величины от миделя, в метрах.

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

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

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

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

где,

Zg – возвышение центра тяжести судна над основной плоскостью.

Zc – возвышение центра величины над основной плоскостью.

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

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

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