Весовыми эксплуатационно-техническими характеристиками судна являются: весовое водоизмещение, полная грузоподъемность, чистая грузоподъемность.
Весовое водоизмещение D судна — это вес вытесненной судном воды, равный весу всего судна в тоннах. Чтобы получить весовое водоизмещение судна, необходимо объемное водоизмещение, т. е. объем подводной части судна V умножить на удельный вес воды
D=yV.
Объемное водоизмещение судна определяется действующей ватерлинией или, иначе, осадкой судна Т.
На чертеже кривых теоретических элементов, которым снабжается после постройки всякое судно, приводится кривая объемного водоизмещения, которой и пользуются для всякого рода расчетов.
Ввиду того, что плотность пресной и морской воды неодинакова, весовое водоизмещение в пресной воде
D = 1,000 V,
весовое водоизмещение в соленой (морской) воде
D - 1,025 V.
Весовое водоизмещение судна — величина не постоянная. Нижний ее предел — вес судна порожнем Do. Максимального значения она достигает при полной загрузке судна по допустимую для данного района и сезона плавания осадку.
Весовое водоизмещение судна D равно сумме:
веса судна (корпуса, главной машинной установки, всех прочих механизмов и устройств);
веса экипажа и его багажа;
веса судовых запасов (топлива, воды, снабжения);
веса перевозимых грузов.
Вес экипажа с багажом целесообразно, как это обычно и принято в эксплуатационной практике, включать в вес судна порожнем. Таким образом, вес судна порожнем Do включает вес собственно судна, вес воды в котлах и вес экипажа с его багажом.
Выше было отмечено, что в зависимости от района плавания и сезона для каждого судна устанавливается минимальный надводный борт, определяющий предельную грузовую ватерлинию. Следовательно, для каждого района плавания и сезона устанавливается наибольшее весовое водоизмещение судна. При этом водоизмещение судна порожнем — величина постоянная, не зависящая ни от района плавания, ни от времени года.
С выходом в рейс судно начинает расходовать запасы топлива, воды, смазки, провизии и прочего снабжения; уменьшается водоизмещение. По значениям V для различных осадок вычисляют величины D' и D и строят график плавучести судна, на котором показывают кривые осадки в зависимости от:
теоретического объемного водоизмещения;
весового водоизмещения в пресной воде;
весового водоизмещения в соленой воде.
В практике широко применяется так называемый график грузового размера, на котором строится кривая весового водоизмещения судна (рис. 18). Кривая грузового размера позволяет быстро и с достаточной точностью решать ряд задач, связанных с загрузкой судна и его осадкой. Для расчетов, не требующих в практике эксплуатации флота большой точности, объемное и весовое водоизмещения можно определить из следующих эмпирических формул:
V = δ L B T;
D =γ δ L B T;
где δ — коэффициент полноты водоизмещения судна.
Коэффициент δ изменяется в широких пределах: от 0,40 до 0,90.
В паспортах судов приводятся две характеристики весового водоизмещения: весовое водоизмещение судна порожнем; весовое водоизмещение судна в полном грузу по ватерлинию, соответствующую летнему надводному борту в морской воде. Эти данные служат исходными для расчета важнейших эксплуатационных характеристик — полной и чистой грузоподъемности.
Рис. 18. График грузового размера
Полной грузоподъемностью, или дедвейтом, судна называется выраженное в весовых единицах (тоннах) максимальное количество груза (в том числе запасы топлива, воды и снабжения), которое может принять судно, будучи погружено при этом по установленную грузовую марку. Полная грузоподъемность судна представляет собой разность между весовым водоизмещением судна в полном грузу и порожнем
Dв = D — Do,
Величина полной грузоподъемности судна при разных грузовых марках (в разных районах плавания и сезонах) неодинакова. Различают летнюю полную грузоподъемность, зимнюю полную грузоподъемность, полную грузоподъемность для тропиков.
Полная грузоподъемность судна при летней грузовой марке — базисный паспортный показатель грузового судна.
Полную грузоподъемность можно выразить как сумму весов грузов, которые могут быть приняты на борт судна:
Dв = Q + qT + qa + qcн,
где Q — вес перевозимого транспортного груза;
qT — вес топлива, смазочного масла;
qa — вес запасов пресной воды для котлов, мытьевой и питьевой воды;
qcн — нормируемый вес снабжения судна, куда входят различные расходные материалы, шкиперское имущество, провизия и др.
Если глубины на фарватерах или в портах ограничены, необходимо рассчитывать полную грузоподъемность судна при его осадке, допускаемой этими глубинами. По кривой весового водоизмещения (для соленой или пресной воды) определяют весовое водоизмещение Dorp судна при ограниченной осадке. Разность между D oгр и Do даст полную грузоподъемность судна при ограниченной осадке.
Чистой грузоподъемностью судна Dч называется выраженное в весовых единицах (тоннах) максимальное количество груза, которое судно может принять к перевозке (без топлива, воды и снабжения)
Dч = DB – (qT + qa + qcн),
Чистая грузоподъемность наравне со скоростью хода является важнейшей характеристикой производственной мощности судна, отправной величиной при планировании его работы. Перед работниками службы эксплуатации и судоводителями стоит задача доведения чистой грузоподъемности судна до наибольшей возможной величины.
Чистая грузоподъемность каждого судна колеблется в широких пределах. Прежде всего она зависит от полной грузоподъемности DB связанной, как уже отмечалось, с установленной наибольшей допустимой осадкой судна Т, а следовательно, и с правильным использованием грузовой марки. При данном значении полной грузоподъемности чистая грузоподъемность также является величиной переменной, так как количество запасов топлива и воды зависит от продолжительности рейса. Следовательно, чистая грузоподъемность судна переменная рейсовая характеристика судна.
Грузовая шкала (рис. 19). В процессе эксплуатации судов часто возникают такие практические вопросы: по осадке судна приближенно определить вес груза, находящегося на судне (обычно это относится к грузам массовым — уголь, руда и т. д.); определить по весу принятого груза или судовых запасов осадку судна; определить изменение осадки при переходе из соленой воды в пресную, и наоборот; определить надводный борг судна при той или иной осадке. Подобные вопросы достаточно просто и удобно решаются при помощи грузов ой шкалы, практически заменяющей либо дополняющей упомянутую уже ранее кривую грузового размера.
Рис. 19. Грузовая шкала.
Обычно грузовая шкала состоит из шкалы осадок и соответствующих ей шкал водоизмещения, полной грузоподъемности, высоты надводного борта и числа тонн на 1 см осадки, рассчитанных для морской и пресной воды. На соответствующем месте наносится и грузовая марка, которая дает возможность определить изменение надводного борта, водоизмещения и полной грузоподъемности по сезонам и районам плавания судна.
При пользовании грузовой шкалой необходимо время от времени сверять правильность положения грузовой марки со свидетельством о надводном борте, так как изменение технического состояния судна может вызвать изменение ранее установленной высоты надводного борта.
