Сухогрузное судно

Размещено на http://www.allbest.ru/

Нижегородский государственный технический университет

им. Р.Е. Алексеева

Факультет морской и авиационной техники

Кафедра "Кораблестроение и авиационная техника"

Курсовой проект

по дисциплине "Основы кораблестроения"

Сухогрузное судно

Выполнил:

студент группы 11-КС-1

Мурзанев И.Е.

Проверил:

Зуев В.А.

Нижний Новгород



Содержание

Введение

1. Реферат "Состояние и тенденция развития сухогрузного флота"

1.1 Классификация судна по Регистру

1.2 Состояние и развитие сухогрузного флота в России и за рубежом

1.3 Путевые условия на линии эксплуатации судов

1.4 Особенности перевозимых грузов

1.5 Выбор прототипа

2. Определение элементов судна в первом приближении

2.1 Определение водоизмещения и главных размерений судна в первом приближении

2.2 Нагрузка масс проектируемого судна в первом приближении

3. Определение основных элементов судна во втором приближении

3.1 Определение водоизмещения и главных размерений судна во втором приближении

3.2 Нагрузка масс проектируемого судна во втором приближении

3.3 Определение высоты надводного борта

4 Разработка схемы общего расположения

4.1 Расположение переборок

4.2 Расчет нагрузки и координат ЦТ судна в полном грузу

5. Обеспечение остойчивости проектируемого судна

5.1 Удифферентовка судна в полном грузу

5.2 Определение начальной метацентрической высоты

5.3 Построение диаграммы статической остойчивости

6. Обеспечение остойчивости с учетом нового значения ширины судна

6.1 Корректировка нагрузки масс

6.2 Изменение расположения контейнеров

6.3 Расчет нагрузки и координат ЦТ судна в полном грузу

6.4 Удифферентовка судна в полном грузу

6.5 Определение новой начальной метацентрической высоты

6.6 Построение диаграммы статической остойчивости

6.7 Построение новой диаграммы статической остойчивости

6.8 Определение площади и центра парусности судна

7. Дополнительные требования по остойчивости судна проектируемого типа

7.1 Проверка остойчивости по критерию ускорения

Список используемой литературы



Введение

В данной пояснительной записке приведены результаты проектирования сухогрузного судна в соответствии с техническим заданием на проект. В записке выполнены расчеты по проектированию судна, расчеты его эксплуатационных и мореходных качеств, и приведено сопоставление с требованиями правил Российского Морского Регистра судоходства в отношении мореходных и эксплуатационных качеств.

судно сухогрузное удифферентовка остойчивость



1. Реферат "Состояние и тенденция развития cухогрузного флота"

1.1 Классификация судна по Регистру

КМ Ice 3 R2-RSN AUT2

1) КМ - судно должно быть самоходным

2) - судно должно быть построено по Правилам и под надзором Российского Морского Регистра.

3) Ice 3 - судно должно иметь ледовое усиление 3-ей категории, а именно самостоятельно плавать в мелкобитом разреженном льду со скоростью 5 уз (толщина льда - 0,7 м); плавать в канале за ледоколом в сплошном льду со скоростью 3 уз (толщина льда - 0,65 м).[6]

4) - при затоплении одного отсека судно должно оставаться на плаву и хотя бы частично может выполнять свои функции. [6]

5) R2-RSN - смешанное (река-море) плавание на волнении с высотой волны 3%-ной обеспеченности 6,0 м с удалением от места убежища:

- в открытых морях не более 50 миль и с допустимым расстоянием между местами убежища не более 10 миль;

- в закрытых морях не более 100 миль и с допустимым расстоянием между местами убежища не более 200 миль. [6]

6) AUT2 - судно может эксплуатироваться без постоянной вахты в машинном отделении. [6]

1.2 Состояние и развитие сухогрузного флота в России и за рубежом

Сухогрузные суда представляют собой старейший тип сухогрузного судна. За сто с лишним лет своего существования суда этого типа практически очень мало изменились. Хотя их скорость и грузоподъемность увеличились, машинное отделение переместилось в корму, стрелы были заменены кранами, заметно увеличилось раскрытие палубы, механизированы работы по открытию и закрытию люков,-- судно осталось прежним универсалом конца прошлого века как по принципу осуществления грузовых работ и роду перевозимого груза, так и по эксплуатационному использованию. Обычно суда этого типа как наиболее дешевые из судов, перевозящих генеральные грузы, используются в трамповом судоходстве, где фрахты относительно невелики, что не способствует обновлению флота судов этого типа. [4]

Универсальные сухогрузные суда составляют 47% от дедвейта флота судов для перевозки генеральных грузов. На 1 января 2000 г. мировой флот универсальных сухогрузов насчитывал 13650 судов суммарным дедвейтом 76,1 млн т, из них однопалубных было 8634 суммарным дедвейтом 40,8 млн т, а многопалубных -- 5018 суммарным дедвейтом 35,3 млн т. Средний возраст универсальных сухогрузных судов составляет чуть более 21 года. Учитывая, что срок службы таких судов не превышает 25-30 лет, следует в недалеком будущем ожидать списания около 4700 судов этого типа, или около 35% существующего флота. [4]

Основными странами-владельцами универсальных сухогрузных судов являются Панама, Багамы, Кипр, Мальта, Либерия. [4]

Им принадлежит около 35% тоннажа флота универсальных сухогрузных судов. Это страны так называемого "дешевого" флага, поэтому весьма сложно определить истинного владельца этих судов. [4]

Универсальность таких судов по роду перевозимого сухого груза обеспечит их существование еще длительное время. Однако потребность в новых судах данного типа и объемы их строительства будут относительно небольшими. [4]

Прогноз "Drewry" изменения дедвейта флота универсальных сухогрузных судов до 2010 г. и объема их ежегодного строительства, приводимый ниже, показывает, что суммарный дедвейт флота таких судов будет перманентно снижаться, объем ежегодного строительства при этом не превысит 1,5 млн т дедвейта или не более примерно 4% суммарного ежегодного строительства всех транспортных судов. [4]

На начало 2000 г. в портфеле заказов (со сроком исполнения 2000-2002 гг.) находилось 397 универсальных сухогрузных судов суммарным дедвейтом 2,9 млн т, что составляло около 3,4% по дедвейту и около 22% по числу всех заказанных судов. [4]

Традиционными строителями универсальных сухогрузных судов являются Китай, Нидерланды, Япония, Германия. В последние годы к ним присоединились Румыния, Словакия, Турция и Иран. В перечисленных странах сосредоточено почти 80% имевшихся на начало 2000 г. в портфеле заказов универсальных сухогрузных судов. [4]

За последние 10 лет количество заказанных судов этих дедвейтных групп составляет 80-90% общего заказа на универсальные сухогрузные суда. Примерно такова же их доля в общем объеме строительства судов рассматриваемого типа. Предпочтение, отдаваемое судовладельцами относительно небольшим по размерам судам, объясняется спецификой их использования на перевозках разнообразных грузов относительно небольшой партионности, когда эксплуатировать специализированные по роду груза суда экономически не выгодно. [4]

Многопалубные универсальные сухогрузные суда, как было сказано ранее, постепенно списываются и заменяются однопалубными, поэтому именно они представляют интерес с точки зрения анализа перспектив развития универсальных сухогрузных судов. [4]

Наиболее стабильна во флоте группа судов дедвейтом 5--10 тыс. т. Объем их строительства в 70-е годы достигал 150 единиц в год. Во второй половине 80х годов строительство сократилось до 15--20 судов в год, что объяснялось насыщением рынка судами указанного дедвейта. В 90-е годы в связи с достижением большой группы таких судов предельных сроков эксплуатации и началом их массового списания резко возрос интерес судовладельцев к универсальным сухогрузным судам дедвейтом 5-- 0 тыс. т. В портфеле заказов эта группа является наибольшей (45% по количеству сказанных судов и более 35% по дедвейту). [4]

Большой объем списания ожидается и у судов дедвейтом 10--15 тыс. т. Как показал анализ строительства судов этой дедвейтной группы, ежегодный объем постройки последние годы непрерывно сокращался примерно от 130 судов в конце 60-х годов 2--6 судов в последние пять лет. Это объясняется перетоком грузов, перевозимых ее такими судами, на суда большего дедвейта, в частности, на суда дедвейтной 15--25 тыс. т, обеспечивавших перевозку с меньшими удельными затратами. Сказанное подтверждается сравнением объемов строительства судов той и другой групп и заказов на них. Если в конце 60-х годов судов тоннажной группы 15--25 тыс. т строилось в четыре раза меньше, чем судов дедвейтом 10--15 тыс. т, то в последние 5 лет, наоборот, судов дедвейтом 15-25 тыс. т строилось в четыре раза больше, чем судов тоннажем 10--15 тыс. т. Поэтому группа универсальных сухогрузных судов дедом 10--15 тыс. т вряд ли является перспективной для получения заказа на строительство в ближайшие 5--10 лет. Более перспективны с этой точки зрения суда дедвейтной группы 15--25 тыс. т. Их доля в портфеле заказов составляет по количеству 17% и по дедвейту примерно 40%.[4]

Таким образом, после 2000 г. целесообразно ориентироваться на возможность получения заказов, на постройку универсальных сухогрузных судов дедвейтом 5--10 и 15-- 25 тыс. т, которые будут пользоваться устойчивым спросом на мировом рынке. [4]

1.3 Путевые условия на линии эксплуатации судов

Судовой ход (фарватер) равнинных свободных рек, особенно в верховьях, а также малых рек имеет извилистую форму. В результате подмыва берегов и размыва дна, увлеченные водой частицы грунта отлагаются на тех участках реки, где течение более слабое, и образуют так называемые перекаты. В районе перекатов глубина фарватера ограничена и в течение года изменяется. В таких местах необходимую для прохода судов глубину поддерживают с помощью дноуглубительных средств (земснарядов). [5]

Радиус закругления судового хода и его ширина оказывают влияние на выбор длины и ширины судна, проектируемого для такого водного пути.

Влияние извилистого пути на размеры судна впервые было исследовано Н. К. Дормидонтовым, а также В. И. Орловым. Решению этой задачи были посвящены работы П.А. Малого, учитывавшего влияние течения реки и углов дрейфа судна на циркуляции. На современном этапе вопросы определения допустимой длины судна ( или состава судов) для плавания по извилистым рекам нашли дальнейшее развитие в работах Г. И. Ваганова и А. Г. Павленко. На базе указанных исследований в Министерстве речного флота составлена "Инструкция по нормированию габаритов речных судов и толкаемых составов".[5]

На основе указанной Инструкции можно определить допустимые габаритные размеры (длину и ширину корпуса) судов (или толкаемого состава) для любого участка рек с определенными радиусами закруглений судовых ходов и различными скоростями течения. Для современного состояния рек практически известны и определены габаритные предельные размеры строящихся судов. [5]

Необходимо отметить, что в "Правилах плавания по внутренним водным путям РСФСР" указана длина одиночных судов при следовании в обоих направлениях - она должна быть в три раза меньше радиусов закругления судового хода.

Большинство судоходных рек в России - шлюзованные, при этом строительство плотин на многих реках интенсивно продолжается. При наличии шлюзов на любом водном пути необходимо, чтобы идущие по этому пути суда и буксируемые или толкающие составы вместе с буксиром, толкачом-буксиром могли вписаться в габарит шлюза. Шлюзы всегда делают таких размеров, чтобы наиболее выгодно использовать их для прохождения различных проводимых судов. [5]

При проектировании новых типов транзитных судов для водного пути с известными размерами шлюзов основные габаритные размеры проектируемых судов выбирают с таким расчетом, чтобы наиболее выгодно использовать габариты шлюза и чтобы минимальные зазоры по ширине между судном и стенкой шлюза составляли примерно 0,25-0,35 м. [5]

В настоящее время одна из основных задач, стоящих перед речным транспортом, - создание единой глубоководной системы в Европейской части СССР, обеспечивающей проход судов с осадкой до 3,5 м. Для осуществления этой задачи на реках возводят плотины и гидроэлектростанции с водохранилищами. [5]

В связи с указанным проектировщики, выбирая размеры проектируемых судов для тех или иных линий, вынуждены считаться с размерами действующих судов.

В данном проекте судно будет эксплуатироваться на линии Москва - порты западной Европы. Ограничения на главные размерения: по ширине 16,5 м, по глубине 3,6 м, по высоте 13,5 метров. [7]

1.4 Особенности перевозимых грузов

Наибольшую по численности группу судов транспортного флота составляют универсальные многоцелевые суда, которые могут перевозить как разнородные грузы в упаковке и без нее, так и навалочные.

Степень универсальности сухогрузных судов зависит от их прочностных характеристик и остойчивости, а также от размеров и оборудования грузовых помещений. Наиболее универсальные суда могут перевозить практически любые грузы, в том числе рефрижераторные, специальные и даже жидкие (в специальных грузовых цистернах).

Многоцелевые суда, сохранив универсальность, т. е. способность перевозить разнообразные грузы (навалочные, насыпные, мелкоштучные генеральные), приобрели и некоторую специализацию, которая выражается в том, что все они приспосабливаются для перевозки стандартных контейнеров. На некоторых судах грузовые трюмы оборудуются для перевозки грузовых и легковых автомобилей, другой техники, или приспосабливаются для перевозки тяжеловесных и крупногабаритных грузов и т.д.[1]

Для обеспечения конкурентоспособности судна необходимо выполнить следующие условия:

· максимально использовать грузоподъемности при перевозке разнообразных генеральных грузов. Это условие может быть выполнено за счет выбора размеров основных трюмов, кратными размерам пакетов и контейнеров, исключения седловатости палубы;

Рисунок 1.1 Конструктивная схема сухогрузных судов: однопалубное

· ускорить погрузо-разгрузочные работы за счет максимального раскрытия грузовых трюмов, использования неудобных объемов мод цистерны для перевозки жидких грузов, балласта или топлива, оборудования судна высокопроизводительными грузовыми устройствами, целесообразного расположения МО, ходового мостика, жилых и служебных помещений;

· обеспечить необходимые ходовые и мореходные качества в различных условиях эксплуатации в грузу и в балласте путем рационального расположения МО, топливных и балластных цистерн по длине и высоте;

· использовать системы набора с минимальным количеством выступающих частей, скуловых книц и подпалубных продольных балок. [1]

Уже на начальных стадиях проектирования возникают вопросы о размерах грузовых трюмов и грузовых люков. Разделение грузовых помещений по длине следует проводить с таким расчетом, чтобы обеспечить наилучшие условия для перевозки грузов и проведения грузовых операций при соблюдении требований прочности и непотопляемости проектируемого судна. [1]

При перевозке разнообразных генеральных грузов судно можно загружать несколькими разнородными партиями грузов. В этом случае целесообразно иметь большое количество изолированных трюмов. Удобно это и при укладке грузов в трюмы, когда переборки вместе с бортами являются опорой для штабелей груза. [1]

Однако размеры трюмов не должны быть чрезмерно короткими, так как это затрудняет работу береговых кранов при погрузке и выгрузке. При ориентации на судовые грузовые стрелы укорочение трюмов способствует ускорению обработки грузов в портах.

Длинномерные грузы требуют соответствующих размеров трюмов.

Для укладки круглого леса и пиломатериалов удобны трюмы, кратные длине лесоматериалов.

При перевозке контейнеров размеры трюмов следует выбирать такими, чтобы по длине, ширине и высоте в них убиралось целочисленное количество двадцатифутовых контейнеров международного класса.

Из изложенного следует вывод о том, что не существует какой-то одной наиболее благоприятной длины трюмов для всех видов грузов.

При выборе длины трюмов, а следовательно, и количества поперечных водонепроницаемых переборок, учитывают и то обстоятельство, что сокращение количества переборок уменьшает массу корпуса и снижает затраты на его постройку.

При делении грузовых помещений по высоте (выбор числа палуб) исходят в основном из физических свойств грузов, предполагаемых к перевозке на судне. Наибольшее значение имеет способность груза выдерживать давление вышележащих слоев.[1]

Каждый вырез грузового люка в палубе уменьшает прочность корпуса, что должно быть компенсировано специальными конструктивными мерами. Кроме того, люки усложняют укладку палубных грузов, а наличие у них закрытий загромождает палубу. С увеличением размеров люков эти неудобства усугубляются. С другой стороны, с увеличением размеров люков грузовые работы на судне производятся быстрее, удобнее и дешевле. Принципиально возможно и другое решение вопросов ускорения грузовых операций - горизонтальное перемещение грузов из трюма судна с помощью автопогрузчиков. В этом случае верхняя палуба может вообще не иметь люков, вместо которых в борту устраивают грузовые лацпорты и ворота. Однако суда с горизонтальной погрузкой эффективны лишь при перевозках укрупненных унифицированных грузов.[1]

Значение удельного погрузочного объема у навалочных грузов изменяется, как правило, в пределах от 0,33-0,57 /т. [8]

У пиломатериалов удельная кубатура принимает значения от 2,3-2,7 /т. Бумага имеет значение удельного погрузочного объема от 1,6 -2,52 /т. [7]

Размеры двадцатифутового контейнера: длина 6,06 м, ширина 2,44 м, высота 2,44 м. [1]

В данном курсовом проекте по рекомендации руководителя среднюю массу контейнера принимаю равной 15 т. Следовательно удельная погрузочная кубатура контейнеров будет равна: 2,4 /т.



1.5 Выбор прототипа

Навалочный груз, как правило, тяжелый с малым удельным погрузочным объемом. Занимая малый объем при полном использовании грузоподъемности судна, руда ложится тонким слоем на настил двойного дна, что приводит к понижению центра тяжести судна, увеличению, в следствии этого, метацентрической высоты и резкой прерывистой качке судна. Поэтому для избежания такой качки необходимо выполнить конструктивные мероприятия для поднятия центра тяжести судна. Этого можно достичь увеличением высоты двойного дна; загрузкой трюмов рудой до верху, но через один; устройством подпалубных цистерн.[1]

Опыт показал, что наиболее целесообразно строить универсальный суда для перевозки навалочных грузов (УСНГ).

Универсальные суда проектируются таким образом, чтобы по возможности наиболее полно отвечать весьма противоречивым требованиям, которые предъявляет к ним перевозка самых разнообразных навалочных грузов: достаточная грузовместимоть, соответствующая полному использованию грузоподъемности, при перевозке "легких" грузов; умеренная качка при перевозке "тяжелых", занимающих малый объем грузов; хорошая приспособленность конструкций к механизированной обработке груза.

Как правило, УСНГ имеют кормовое расположение МО, однопалубное, с подпалубными скуловыми цистернами, с двойным дном, а иногда с двойными бортами, с большим раскрытием палубы. [1]

Подпалубные цистерны своей наклонной стороной препятствуют произвольному пересыпанию груза при качке, а скуловые, наоборот, обеспечивают подачу груза под просвет люка при разгрузке.

Трудности использования узкоспециализированных судов (обратный рейс делается без груза - в балласте) привели к созданию двойного назначения - нефтерудовозов.

В качестве прототипа выбираю проект судна С2. [1]

Рисунок 1.2 Сухогрузный теплоход дедвейтом 2300 т

Судно одновинтовое, морского прибрежного плавания, свободно-палубного типа. Перевозка насыпных навалочных грузов, пакетов пиломатериалов, бумаги, целлюлозы, конструкционных материалов, железа и железных катушек массой до 25 тонн.[1]

Данные прототипа приведены в таблице 1.1

Архитектурно конструктивный тип судна-прототипа.

Данное судно имеет форму цилиндрического форштевня в носу, а в корме транцево-крейсерская форма. Судно имеет двойные борта и двойное дно, одноярусную надстройку, расположенную в корме, две палубы. Машинное отделение расположено в кормовой части судна. Шпация 600 мм. Надводный габарит в балласте: с поднятыми мачтами 20,65 м, с опущенными мачтами 10,25 м. Вместимость грузового трюма 2926 .



Таблица 1.1 Основные элементы судна-прототипа

№ п/п	Наименование	Размерность	Данные прототипа
1	2	3	4
1	Тип судна	-	Сухогрузный теплоход
2	Класс судна	-
3	Назначение судна	-	Перевозка навалочных грузов и пиломатериалов
4	Грузоподъемность	т	2163
5	Дедвейт	т	-
6	Водоизмещение	т	3229
7	Длина расчетная	м	81,4
8	Ширина расчетная	м	11,3
9	Высота борта	м	5,4
10	Осадка в полном грузу	м	4,23
11	Коэффициент формы д б в	- - -	0,810 - -
12	Скорость хода	узлы	11,75
13	Автономность	сутки	18
14	Количество экипажа	человек	11
15	Мощность ЭУ	кВт	1000
16	Контейнеровместимость	шт	-
17	Масса корпуса оборудованного	т	825
18	Масса механизмов	т	105
19	Координаты ЦТ судна порожнем xg zg yg	м м м	-4,96 4,49 0
20	Отношения L/B B/T H/T	- - -	7,204 2,671 1,277



2. Определение элементов судна в первом приближении

2.1 Определение водоизмещения и главных размерений судна в первом приближении

Для экспресс оценки водоизмещения проектируемого судна воспользуемся понятием о коэффициенте утилизации. [1]

По грузоподъемности:

= [1]

По дедвейту:

= [1]

- грузоподъемность (знак "0" соответствует нулевому приближению).

==0,67

D - водоизмещение в полном грузу.

Искомое водоизмещение определим по формуле

==2000 т;

D===2985 т



Примем соотношение главных размерений у проектируемого судна таким же как у прототипа. Ширину проектируемого судна в первом приближении определим по формуле:

====11,01 м [1]

В первом приближении коэффициент общей полноты примем как у прототипа.

Определяем длину, осадку и высоту борта:

=; =; = [1]

=7,204*11,01=79,31 м;

==4,123 м;

=1,277*4,123=5,265 м

С позиции общей прочности судна правил регистра ограничивают отношения L/H и B/H. Эти ограничения зависят от района плавания.

L/H - не более 21; B/H - не более 3 района плавания R2-RSN. [1]

=15,06;

=2,092

Отношения и удовлетворяют требованиям регистра.

Перейдем к уточнению коэффициента общей полноты, принятого ранее по прототипу. Этот коэффициент связан с ходкостью судна, а точнее с числом Фруда. [1]

Число Фруда для проектируемого судна равно:

Fr===0,222; [1]

V - скорость хода из технического задания в [м/с]; g=9,81 м/.

=1,09 - 1,68Fr + 0,12=0,837; [1]

=1,09 - 1,68Fr - 0,12=0,597. [1]

Принятое раньше значение д=0,810 попадает в этот диапазон, поэтому оставляем его.

Схема и расположение двойного дна представлена на рисунке 2.1. Выбираем высоту двойного дна и двойные борта.

= + 0,04 + 3,5=0,04*11,01 +3,5 =0,691 м [1]

По рекомендации руководителя высоту двойного дна принимаю равной 0,85 м.

Двойные борта принимаю равными 1,65 м.

б=0,98;

в=1,014±0,004;

б=0,98*=0,882=0,762ч0,942;

в=1,014*±0,004=0,996±0,004=0,992ч1

По рекомендации руководителя принял: б=0,88, в=0,995.

С точки зрения минимализма сопротивления необходимо выбрать правильное значение абсциссы центра величины. Рекомендуемое значение определяется по формуле:



=0,12(д - 0,63)±0,01=0,12(0,81 - 0,63)±0,01=0,0116ч0,0316 [1]

2.2 Нагрузка масс проектируемого судна в первом приближении

Массу корпуса оборудованного будем считать зависимой от главных размерений судна. [1]

=

измеритель массы корпуса.

===0,166 т/

=0,166*79,31*11,01*5,265=763,1 т

Масса механизмов.

=N

=

==0,105 т/кВт

Мощность ЭУ проектируемого судна в первом приближении определим по формуле адмиралтейских коэффициентов:

=

Ca - адмиралтейский коэффициент.



Ca===354,4

==1011 кВт

=0,105*1011=106,2 т

Запас водоизмещения и остойчивости.

=

=0,03

=0,03*2985=89,55 т

Водоизмещение порожнем:

=++=958,9 т

Составляющие массы перед выходом в рейс.

Масса перевозимого груза.

=DW - - - -

Масса экипажа.

=

=0,125

=0,125*11=1,375 т

Масса питьевой воды.

=

- норматив потребления питьевой воды.

А - автономность.

=0,15

=0,15*11*18=29,7 т

Масса провизии.

=A

=0,004

=0,004*11*18=0,792 т

Масса запасов топлива, воды и масла.

=A

- удельный расход топлива, =170 г/кВт*ч

- коэффициент гидрометеорологического запаса.

=1,1

- коэффициент, учитывающий работу вспомогательных двигателей и котлов.

=1,2

- мощность в кВт.

А - автономность в часах.

=170*

DW=2200 т.

=2200 - 1,375 - 29,7 - 0,792 - 98,01=2070 т

Таким образом, полученного из расчета нагрузки полная масса судна составляет:

=DW + =2200+958,9=3159 т

Эта нагрузка должна быть одинаковой с водоизмещением судна, а водоизмещение определяется из уравнения плавучести:

D=с

Если суммарная масса, полученная из расчета нагрузки не совпадает с водоизмещением менее, чем на 0,5 %, то второго приближения делать не следует, и это несовпадение можно ликвидировать за счет запаса водоизмещения.

Если несовпадение превышает 0,5 %, то необходимо перейти ко второму приближению. [1]

D=1,025*0,81*79,31*11,01*4,123=2985 т

Таблица 2.1 Основные элементы судна-прототипа и проектируемого судна

1	Тип судна	-	Сухогрузный теплоход	Сухогрузный теплоход
2	Класс судна	-
3	Назначение судна	-	Перевозка навалочных грузов и пиломатериалов	Перевозка навалочных грузов и пиломатериалов
4	Грузоподъемность	т	2163	-	2070
5	Дедвейт	т	-	2200
6	Водоизмещение	т	3229	-	2985
7	Длина расчетная	м	81,4	-	79,31
8	Ширина расчетная	м	11,3	-	11,01
9	Высота борта	м	5,4	-	5,265
10	Осадка в полном грузу	м	4,23	-	4,123
11	Коэффициент формы д б в	0,810 - -		- - -	0,810 0,880 0,995
12	Скорость хода	узлы	11,75	12
13	Автономность	сутки	18	18
14	Количество экипажа	человек	11	11
15	Мощность ЭУ	кВт	1000	-	1011
16	Контейнеровместимость	шт	-	-
17	Масса корпуса оборудованного	т	825	-	763,1
18	Масса механизмов	т	105	-	106,2
19	Координаты ЦТ судна порожнем xg zg yg	м м м	-4,96 4,49 0	- - -
20	Отношения L/B B/T H/T	- - -	7,204 2,671 1,277	- - -	7,202 2,670 1,276

Таблица 2.2 Нагрузка масс в первом приближении

№п/п	Наименование разделов	Формула	Масса, т
1	Корпус оборудованный	=	763,1
2	Механизмы	=	106,2
3	Запас водоизмещения	=D	89,55
	Водоизмещение порожнем	=	958,9
4	Экипаж, провизия, вода, расходы - масса экипажа - масса питьевой воды - масса провизии	= =A =A	1,375 29,7 0,792
5	Груз перевозимый	=DW----	2070
6	Топливо, масло, питательная вода	=A	98,01
	Дедвейт	DW=	2200
	Водоизмещение в полном грузу	=DW+	3159



Проверка совпадения водоизмещения в полном грузу и водоизмещения, посчитанного ранее:

*100%=5,41 %.

Несовпадение превышает 0,5 %. Необходимо перейти ко второму приближению.



3. Определение элементов судна во втором приближении

3.1 Определение водоизмещения и главных размерений судна во втором приближении

Рассчитываем коэффициент Нормана .

=

a=1 - - =1 - 0,256 - 0,03=0,714

===0,256

b=0,105+170**1,1*1,2**432=0,17

==1,42

?D=?m

?m=3159 - 2985=174

?D=1,42*174=247 т

=+?D=2985+247=3232

л==1,027

=л=1,027*79,31=81,43 м

=л=1,027*11,01=11,31 м

=л=1,027*4,123=4,234 м

=л=1,027*5,265=5,41 м

=л=1,027*1011=1066 кВт.[1]

3.2 Нагрузка масс проектируемого судна во втором приближении

=

=0,166*81,43*11,31*5,41=827,6 т

==0,105*1066=111,9 т

==0,03*3232=97 т

=827,6+111,9+97=1037 т

=1,375 т

=29,7 т

=0,792 т

=A=170**1,1*1,2*1066*432=103,3 т

DW=2200 т

=2200 - 1,375 - 29,7 - 0,792 - 103,3=2065 т

=2200+1037=3237 т [1]

D=1,025*0,81*81,43*11,31*4,234=3238 т

Таблица 3.1 Основные элементы судна-прототипа и проектируемого судна во 2 приближении

№ п/п	Наименование	Размерность	Данные прототипа	Требование ТЗ	1 приближение	2 приближение
1	Тип судна	-	Сухогрузный теплоход	Сухогрузный теплоход
2	Класс судна	-
3	Назначение судна	-	Перевозка навалочных грузов и пиломатериалов	Перевозка навалочных грузов и пиломатериалов
4	Грузоподъемность	т	2163	-	2070	2065
5	Дедвейт	т	-	2200	2200	2200
6	Водоизмещение	т	3229	-	2985	3237
7	Длина расчетная	м	81,4	-	79,29	81,43
8	Ширина расчетная	м	11,3	-	11,01	11,31
9	Высота борта	м	5,4	-	5,263	5,41
10	Осадка в полном грузу	м	4,23	-	4,123	4,234
11	Коэффициент формы д б в		0,810 - -	- - -	0,810 0,880 0,995	0,810 0,880 0,995
12	Скорость хода	узлы	11,75	12
13	Автономность	сутки	18	18
14	Количество экипажа	человек	11	11
15	Мощность ЭУ	кВт	1000	-	1011	1066
16	Контейнеровместимость	шт	-	-
17	Масса корпуса оборудованного	т	825	-	763,1	827,6
18	Масса механизмов	т	105	-	106,2	111,9
19	Координаты ЦТ судна порожнем xg zg yg	м м м	-4,96 4,49 0	- - -
20	Отношения L/B B/T H/T	- - -	7,204 2,671 1,277	- - -	7,202 2,670 1,276	7,2 2,671 1,278

Таблица 3.2 Нагрузка масс во втором приближении.

№ п/п	Наименование разделов	Формула	Масса, т
1	Корпус оборудованный	=	827,6
2	Механизмы	=	111,9
3	Запас водоизмещения	=D	97
	Водоизмещение порожнем	=	1037
4	Экипаж, провизия, вода, расходы - масса экипажа - масса питьевой воды - масса провизии	= =A =A	1,375 29,7 0,792
5	Груз перевозимый	=DW----	2065
6	Топливо, масло, питательная вода	=A	103,3
	Дедвейт	DW=	2200
	Водоизмещение в полном грузу	=DW+	3237

Проверка совпадения водоизмещения в полном грузу и водоизмещения, посчитанного ранее:

*100%=0,03%

Несовпадение не превышает 0,5 %, поэтому принимаем значения главных размерений и масс, посчитанных во втором приближении

3.3 Определение высоты надводного борта

Фактическая высота надводного борта определяется так:

=H-T+S

S - толщина палубного стрингера.

S=12 мм

=5410 - 4234 +12=1188 мм

В соответствии с требованиями правил Морского Регистра фактическая высота надводного борта должна быть не менее, чем определенная по Правилам Регистра.

F=+

- базисный надводный борт, зависящий от длины и типа судна. [1]

=860 мм



Поправки

=7,5(100 - L)*(0,35 - )=7,5(100 - 81,43)*(0,35 - )=39,91 мм

Е=7,5 м - расчетная высота надстроек.

- поправка на коэффициент общей полноты.

=(д + 0,68)/1,36=(0,81 + 0,68)/1,36=1,096 мм

Поправка на высоту борта.

L/H=15,05

L/15=5,429 м

Если расчетная высота борта H=5,41 м превышает L/15, то надводный борт должен быть увеличен на поправку.

Если Н меньше L/15, то поправка не учитывается.

=1,096+39,91+15,05=56,06 мм

F=860+56,06=916,1 мм

Поскольку надводный борт превышает минимально допустимую, то оставляем эту величину. [1]



4. Разработка схемы общего расположения

4.1 Расположение переборок

Практическая шпация - расстояние между балками основного набора. Определяется по формуле:

=0,002L + 0,48=0,643 м [1]

В соответствии с отраслевым стандартом принимаю 0,65 м.

Расположение форпиковой и ахтерпиковой переборок.

На грузовых судах должна устанавливаться форпиковая переборка, которая должна быть непроницаема до главной палубы. Эта переборка должна располагаться от носового перпендикуляра на расстоянии не менее 5 % от длины судна или 10 м, в зависимости от того, что меньше. [1]

Форпиковую переборку располагаю на 7 шпангоуте, ахтерпиковую на 115 шпангоуте.

Количество поперечных водонепроницаемых переборок, включая ахтерпиковую и форпиковую, должно быть не менее 4. [6]

Также располагаю две водонепроницаемые переборки на 73 и 45 шпангоутах.

Длина и расположение машинного отделения.

=

=6 м; =81,4 м (значения определены по боковому виду судна-прототипа измерениями рисунок 1.2).

=*81,43=6 м.

Машинное отделение расположено в кормовой части судна.

4.2 Расчет нагрузки и координат ЦТ судна в полном грузу

==-4,96*=- 4,962 м

==4,49*=4,498 м

=97*4,498=436,3 т*м

=1037*(-4,962)=5146 м*м

=0; =0

=H=5,41 м; =5,41*97=524,8 т*м

Расчет количества контейнеров.

Общее количество: =137 шт.

В трюме возможно расположить 60 контейнеров.

На палубе с целью достижения удовлетворительной метацентрической высоты располагаю 60 контейнеров.

Таблица 4.1 Расчет нагрузки и координат ЦТ судна в полном грузу

N п/п	Наименование	Масса	Плечи	Моменты
			x	z
1	Судно порожнем	1037	-4,962	4,498	-5146	4664
2	Запас водоизмещения	97	0	5,41	0	524,8
	Судно порожнем вместе с запасом водоизмещения	1134	-4,54	4,57	-5148	5182
3	Контейнеры в трюме	900	5	3	4500	2700
4	Контейнеры на палубе	900	5	7,8	4500	7020
5	Пресная вода	29,7	23,6	0,4	700,9	11,9
6	Экипаж	1,375	-32,8	8,32	-45,1	11,4
7	Провизия	0,792	-35,84	8,32	-28,4	6,6
8	Топливо	103,3	4,92	0,4	508,2	41,3
	Суммы	3324	1,55	4,5	5152	14508

.5 Обеспечение остойчивости судна

Остойчивость судна проверяется для различных случаев нагрузки. В курсовом проекте допускается определять для судна в полном грузу с полными запасами. [1]

5.1 Удифферентовка судна в полном грузу

Поскольку в начальной стадии проектирования теоретического чертежа нет, то рекомендуемое значение абсциссы ЦВ (с точки зрения минимализма сопротивления воды):

=0,12L*(д - 0,63)0,01L=0,945ч2,573 м [1]

==1,55 м

5.2 Определение начальной метацентрической высоты

h=(б,в) + (б,в)T -

(б,в)==0,082 м

(б,в)=0,5=0,521 м

h=0,084* + 0,521*4,234 - 4,5=0,25 м

Вывод: начальная метацентрическая высота удовлетворяет требованиям Регистра.



5.3 Построение диаграммы статической остойчивости

( - )=0,64(1 - 1,03)H=0,64(1 - 1,03)5,41=0,672 м

=0,5(1 - 0,96)B=0,5(1 - 0,96)11,31=1,41 м

==2,54 м

=0,7( - )=0,47 м

=T=4,234=2,205 м

=4,5 м

- =2,295 м

По рекомендации руководителя увеличиваю ширину судна и принимаю равной 12,5 м.



6. Обеспечение остойчивости с учетом нового значения ширины судна

6.1 Корректировка нагрузки масс

Новая ширина судна была увеличена и принята равной 12,5 м за счет запаса водоизмещения.

==827,6=914,7 т.

Запас водоизмещения уменьшится и примет значение:

= - ()=9,9 т.

Таблица 6.1 Нагрузка масс с учетом новой ширины судна

№ п/п	Наименование разделов	Формула	Масса, т
1	Корпус оборудованный	=	914,7
2	Механизмы	=	111,9
3	Запас водоизмещения	=D	9,9
	Водоизмещение порожнем	=	1037
4	Экипаж, провизия, вода, расходы - масса экипажа - масса питьевой воды - масса провизии	= =A =A	1,375 29,7 0,792
5	Груз перевозимый	=DW----	2065
6	Топливо, масло, питательная вода	=A	103,3
	Дедвейт	DW=	2200
	Водоизмещение в полном грузу	=DW+	3237



6.2 Расположение контейнеров

Общее количество контейнеров:

=137 шт

Для обеспечения удовлетворительной метацентрической высоты судно будет перевозить 120 контейнеров.

В трюме располагаю 80 контейнеров, на палубе 40 контейнеров.

Общее расположение судна изображено на рисунке 6.1.

6.3 Расчет нагрузки и координат ЦТ судна в полном грузу

Новые координаты ЦТ судна представлены в таблице 6.2.

Таблица 6.2 Расчет нагрузки и координат ЦТ судна в полном грузу с учетом новой ширины

N п/п	Наименование	Масса	Плечи	Моменты
			x	z
1	Судно порожнем	1037	-4,962	4,498	-5146	4664
2	Запас водоизмещения	9,9	0	5,41	0	53,56
	Судно порожнем вместе с запасом водоизмещения	1047	-4,92	4,51	-5151	4722
3	Контейнеры в трюме	1200	5	3	6000	3600
4	Контейнеры на палубе	600	5	6,8	3000	4080
5	Пресная вода	29,7	4,92	0,4	146,1	11,9
6	Экипаж	1,375	-32,8	8,32	-45,1	11,4
7	Провизия	0,792	-28	8,32	-22,18	6,6
8	Топливо	103,3	23,6	0,4	2438	41,3
	Суммы	2982	2,13	4,18	6352	12465

Масса контейнеров:

в трюме 80*15=1200 т;

на палубе 40*15=600 т.

X_g=(Уm_ix_i)/Уm_i =6352/2982= 2,13 м;

Z_g=(Уm_iz_i)/Уm_i=12465/2982= 4,18 м.

6.4 Удифферентовка судна в полном грузу

Центр величины судна должен находиться в пределах:

=0,12L*(д - 0,63)0,01L=0,945ч2,573 м [1]

==2,13 м

6.5 Определение новой начальной метацентрической высоты

h=(б,в) + (б,в)T -

(б,в)==0,082 м

(б,в)=0,5=0,521 м

h=0,084* + 0,521*4,234 - 4,18=3,1+2,21-4,18=1,13 м.

6.6 Построение диаграммы статической остойчивости

( - )=0,64(1 - 1,03)H=0,64(1 - 1,03)5,41=0,672 м

=0,5(1 - 0,96)B=0,5(1 - 0,96)12,5=1,55 м

=3,1 м

=0,7( - )=0,47 м

=T=4,234=2,205 м

=4,18 м

( - )=1,975 м

Расчет плеч статической и динамической остойчивости, а также диаграмма статической остойчивости представлены в таблице 6.3.

Параметры диаграммы статической остойчивости не удовлетворяют требованиям Морского Регистра. По рекомендации руководителя принимаю первый ярус надстройки и бак судна водонепроницаемыми, и делаю новый расчет плеч статической и динамической остойчивости.

6.7 Построение новой диаграммы статической остойчивости

Определяю приведенную высоту борта:

=(1 - 1,03)H

- объем непроницаемой части надстройки и бака.

V = дLBH

= 2,48*12,5*7,8 + 3,48*8,4*12,5 = 607,2

V = 0,81*81,42*12,5*5,41 = 4460

= (1 - 1,03)5,41=6,09 м

( - )=0,64(1 - 1,03)=0,64(1 - 1,03)6,09=0,672 м

=0,5(1 - 0,96)B=0,5(1 - 0,96)12,5=2,08 м

=3,1 м

=0,7( - )=0,775 м

=T=4,234=2,205 м

=4,18 м

( - )=1,975 м. [1]

Диаграммы статической остойчивости приведена на рисунке 6.2.

6.8 Определение площади и центра парусности судна

Таблица 6.4 Определение площади и центра парусности

№ п/п	Наименование	,	, м	,
1	Надводный борт	95,76	0,59	56,5
2	Бак	26,88	2,72	73,11
3	Ют	10,64	2,2	23,41
4	Надстройка	20,8	4,2	87,36
5	Рубка	19,72	7,2	142
6	Труба	4,48	6,8	30,46
7	Контейнеры	152,9	2,6	397,5
	Суммы	331,2	2,45	810,4

Значения были определены по рисунку 4.1 измерениями.

= 1,05=347,8

= ==2,56 м

P = 504 Па - условное давление ветра.

===0,014 м

=1,5=1,5*0,014=0,021 м

= 109k - угол крена при бортовой качке.

k - коэффициент, учитывающий влияние скуловых килей, принимаемый в соответствии с таблицей 6.5. [1]



Таблица 6.5 Коэффициент k.

100,%	0	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4 и более
k	1,00	0,98	0,95	0,88	0,79	0,74	0,72	0,70

k = 1

r = 0,73 + =0,73 + =0,72

- безразмерный множитель, определяемый в зависимости от отношения B/T по таблице 6.6.

B/T=12,5/4.234=2,95

Таблица 6.6 Коэффициент

...

B/T	2,4 и менее	2,6	2,8	3,0	3,2	3,4	3,5
	1,0	0,96	0,93	0,90	0,86	0,82	0,80
B/T	3,6	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0	6,5 и более
	0,79	0,78	0,76	0,72	0,68

Подобные документы

• Универсальное сухогрузное однопалубное судно

  Общая характеристика и технические особенности проектируемого судна, его функции, основные элементы и их габаритных размеров. Определение чистой грузоподьемности, дедвейта, водоизмещения и осадки судна в полном грузу. Расчет остойчивости, удифферентовки.
  
  контрольная работа [101,3 K], добавлен 21.04.2014
  

• Оптимизация грузового плана судна по параметрам посадки и остойчивости

  Выбор возможного варианта размещения грузов. Оценка весового водоизмещения и координат судна. Оценка элементов погруженного объема судна. Расчет метацентрических высот судна. Расчет и построение диаграммы статической и динамической остойчивости.
  
  контрольная работа [145,3 K], добавлен 03.04.2014
  

• Составление грузового плана морского судна

  Технические параметры универсального судна. Характеристика грузов, их распределение по грузовым помещениям. Требования, предъявляемые к грузовому плану. Определение расчетного водоизмещения и времени рейса. Проверка прочности и расчет остойчивости судна.
  
  курсовая работа [963,2 K], добавлен 04.01.2013
  

• Основные теории судна (ОТС)

  Класс Регистра судоходства России. Определение водоизмещения и координат центра тяжести судна. Контроль плавучести и остойчивости, определение посадки судна. Определение резонансных зон бортовой, килевой и вертикальной качки по диаграмме Ю.В. Ремеза.
  
  курсовая работа [2,1 M], добавлен 13.12.2007
  

• Проектирование сухогрузного теплохода класса "О" и грузоподъёмностью 1750т

  Описание районов плавания и архитектурно-конструтивного типа судна, выбор его прототипа. Определение дедвейта и водоизмещения уравнения масс. Проверка соответствия главных размерений к габаритам хода. Разработка схемы бокового вида и нагрузки масс.
  
  курсовая работа [340,2 K], добавлен 22.01.2012
  

• Нормирование остойчивости и непотопляемости

  Вероятность опрокидывания судна. Расчётная ситуация "Критерий погоды" в Требованиях Российского Морского Регистра судоходства. Определение опрокидывающего момента и вероятности выживания судна. Требования к посадке и остойчивости повреждённого судна.
  
  презентация [174,1 K], добавлен 16.04.2011
  

• Процесс загрузки судна

  Расчет продолжительности рейса судна, запасов, водоизмещения и остойчивости перед загрузкой. Размещение судовых запасов, груза и водяного балласта. Определение параметров посадки и погрузки судна после загрузки. Статическая и динамическая остойчивость.
  
  курсовая работа [122,2 K], добавлен 20.12.2013
  

• Оценка посадки, остойчивости и прочности судна в процессе эксплуатации

  Определение ходового времени и судовых запасов на рейс. Параметры водоизмещения при начальной посадке судна. Распределение запасов и груза. Расчет посадки и начальной остойчивости судна по методу приема малого груза. Проверка продольной прочности корпуса.
  
  контрольная работа [50,2 K], добавлен 19.11.2012
  

• Переоборудование сухогрузного судна

  Порядок проведения ремонта судна, его назначение в современных условиях, предполагаемый результат. Основные соотношения главных размерений. Общее количество контейнеров. Расчёт стандарта общей продольной прочности корпуса, посадки и остойчивости судна.
  
  курсовая работа [54,6 K], добавлен 14.08.2010
  

• Мореходные качества судна

  Составление грузового плана и рассчет остойчивости судна в соответствии с данными Информации об остойчивости. Контроль посадки и остойчивости по результатам расходования запасов топлива и воды. Балластировка судна и предотвращение водотечности обшивки.
  
  реферат [599,0 K], добавлен 09.02.2009
  

• Универсальное сухогрузное судно

  Проектирование судна предназначенного для морских перевозок генеральных и навалочных грузов. Технико-экономическое обоснование и выбор элементов судна. Расчеты по теории корабля, прочности, конструкции корпуса, механической части. Технология постройки.
  
  дипломная работа [2,2 M], добавлен 10.09.2012
  

• Эксплуатационно-технические показатели судна "Кострома"

  Характеристики строительного использования размеров судна и отдельных его частей. Вооруженность, оснащенность и обеспеченность судна. Расчет экономических показателей. Определение провозоспособности и производительности тоннажа исследуемого судна за год.
  
  курсовая работа [162,2 K], добавлен 02.12.2010
  

• Расчет посадки, остойчивости и общей прочности судна в процессе эксплуатации

  Расчет продолжительности рейса и судовых запасов. Определение водоизмещения при начальной посадке судна. Расчет и построение диаграммы статической и динамической остойчивости. Расчет амплитуды бортовой качки на волне при резонансе с учетом сопротивления.
  
  курсовая работа [460,4 K], добавлен 25.04.2014
  

• Определение оптимальной загрузки транспортного судна

  Характеристика грузовых трюмов. Определение удельной грузовместимости транспортного судна (УГС). Транспортные характеристики груза. Коэффициент использования грузоподъёмности судна. Оптимальная загрузка судна в условиях ограничения глубины судового хода.
  
  задача [28,2 K], добавлен 15.12.2010
  

• Обеспечение безопасности плавания теплохода

  Определение безопасных параметров движения судна, безопасной скорости и траверсного расстояния при расхождении судов, безопасной скорости судна при заходе в камеру шлюза, элементов уклонения судна в зоне гидроузла. Расчёт инерционных характеристик судна.
  
  дипломная работа [1,5 M], добавлен 17.07.2016
  

• Остойчивость судна во время рейса п. Самара – п. Кавказ

  Понятие об остойчивости и дифферентовке судна. Расчет поведения судна, находящегося в рейсе, во время затопления условной пробоины, относящейся к отсеку первой, второй и третьей категории. Мероприятия по спрямлению судна контрзатоплением и восстановлению.
  
  дипломная работа [1,1 M], добавлен 02.03.2012
  

• Определение посадки и остойчивости судна в различных эксплуатационных условиях

  Основные технико-эксплуатационные характеристики судна, класс Регистра Украины БАТМ "Пулковский Меридиан". Определение водоизмещения, координат центра тяжести и посадки; контроль плавучести; построение диаграмм статической и динамической остойчивости.
  
  курсовая работа [1,7 M], добавлен 04.04.2014
  

• Определение основных элементов буксирного судна

  Определение массового водоизмещения проектируемого буксирного судна; его главных размеров, коэффициентов полноты водоизмещения, конструктивной ватерлинии и мидель-шпангоута. Уточнение величины осадки. Проверка выполнения требований Речного Регистра.
  
  контрольная работа [47,9 K], добавлен 15.09.2012
  

• Характеристика плавучести, остойчивости, прочности и посадки судна в различных условиях эксплуатации

  Определение инерционных характеристик судна. Выбор его курса, скорости хода в штормовых условиях. Расчет ледопроходимости корабля при движении в ледовом канале. Построение диаграмм статической и динамической остойчивости. Определение веса палубного груза.
  
  курсовая работа [503,9 K], добавлен 05.01.2015
  

• Оптимальное использование транспортного судна при перевозке различных грузов

  Организация транспортного процесса на современных судах, особенности взаимодействия судна и порта. Готовность судна к приему груза, его сохранение в пути. Грузовые операции в порту: план погрузки и разгрузки судна, расчет его оптимального использования.
  
  дипломная работа [323,3 K], добавлен 11.10.2011
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам