Учет требований Правил о грузовой марке

Запас плавучести. Высота надводного борта.

Обеспечение непотопляемости при проектировании

 

В процессе проектирования судна определяются его размерения и коэффициенты полноты таким образом, чтобы обеспечить необходимую грузовместимость, остойчивость, запас плавучести и определенную степень непотопляемости. Существенную роль в обеспечении этих характеристик играет высота надводного борта Н.

Полная высота борта определяется осадкой Т и величиной надводного борта Н_н, Н = Т + Н_н.

Высота надводного борта играет роль в обеспечении не только запаса плавучести, но и незаливаемости и незабрызгиваемости открытых палуб и мостиков судна. Кроме этого, непотопляемость судна зависит от расстановки водонепроницаемых переборок, то есть от общего расположения, которое должно учитываться в самом начале проектирования.

Запас плавучести обеспечивается объемом непроницаемого корпуса над ВЛ, соответствующей данной нагрузке судна. Но обычно рассматривается объем, заключенный между КВЛ и верхней непрерывной водонепроницаемой палубой.

W_н = k_н S (H – T),

где k_н – коэффициент, учитывающий развал бортов в надводной части, седловатость и погибь палубы. Так как S = αBТ, то можно записать,

W_н = k_н αВТ (H – T).

Относительный запас плавучести при этом будет равен:

.

Если же представить строевую по ВЛ в виде параболической кривой, то полный подпалубный объем можно определить с помощью формулы

.

Тогда надводный объем

.

Относительный запас плавучести при этом

.

Из структуры обеих формул видно, что величина абсолютного и относительного запаса плавучести зависит от соотношения полной высоты борта и осадки, а также от коэффициента вертикальной полноты. Но поскольку коэффициенты α и δ геометрически связаны друг с другом, возможность варьировать ими весьма ограничена. Поэтому обеспечение запаса плавучести осуществляется в основном выбором соотношения Н / Т. Не рекомендуется принимать это отношение слишком большим, поскольку увеличение Н / Т приведет к росту массы корпуса. Кроме этого величина Н / Т влияет на вместимость судна, поэтому необходимо выбирать это отношение, исходя из требований к обеспечению как непотопляемости, так и грузовместимости.

Для большинства современных судов характерны значения Н / Т лежащие в пределах 1,30 – 1,75, что соответствует запасу плавучести 25 – 50 %. У пассажирских судов эта величина может превышать 100 %.

 

Учет требований Правил о грузовой марке

Правила о грузовой марке морских судов основаны на требованиях Международной конвенции 1966 г и определяют порядок и условия расчета минимального надводного борта Н_{н min} путем ограничения максимальной осадки Т_max. Обязательной предпосылкой для расчета является выполнение требований к прочности и остойчивости судна при его эксплуатации при Т_max и к деталям конструкции рубок, надстроек, люков, горловин и т.п.

Грузовая марка (рис. 23) – это специальный знак, наносимый на борта судна в районе миделя, состоящий из трех элементов – палубной линии, диска Плимсоля и гребенки осадок.

Гребенки осадок наносятся в нос от миделя. Буквами обозначены линии гребенок, соответствующие осадкам, которые должно иметь судно при плавании в различных условиях:

Рис. 23. Грузовая марка

 

S – плавание летом в соленой воде. Расстояние от верхней кромки этой линии до верхней кромки палубной линии соответствует минимальному надводному борту, назначенному Регистром. Линию S наносят на одном уровне со средней линией диска Плимсоля;

W – плавание зимой в соленой воде. Надводный борт несколько увеличен, так как зимой более часты штормы и возможно обледенение;

WNA – плавание зимой в Северной Атлантике. Надводный борт малых судов (L < 100,5 м) увеличивается на 50 мм. На крупнотоннажных судах этой линии нет;

Т – плавание в тропиках в соленой воде;

F – плавание в пресной воде. Расстояние между линиями S и F соответствует величине изменения средней осадки при изменении солености воды;

ТF – плавание в тропиках в пресной воде.

При перевозке леса часть груза располагается на палубе, поэтому его можно рассматривать как продолжение надводного борта. Вследствие этого, минимальный надводный борт может быть уменьшен, для всех случаев, кроме плавания зимой в Северной Атлантике. Поэтому лесовозы кроме обычной грузовой марки имеют еще и лесную. Для лесной марки гребенки осадок располагаются в корму от миделя, их обозначения такие же, но с добавлением буквы L.

Минимальный надводный борт измеряется в середине расчетной длины судна L – измеряемой на уровне ВЛ, соответствующей осадке равной 0,85 наименьшей высоты борта, то есть при Т = 0,85 Н. Расчетная длина принимается либо 96 % измеренной, либо расстоянию по данной ВЛ от передней кромки форштевня до оси баллера руля. Для этих же L и Т определяется коэффициент общей полноты δ.

Все суда подпадающие под действие Правил разделяются на две категории: А – наливные суда с небольшими отверстиями в палубе, В – все прочие суда, то есть суда с большими люковыми отверстиями в палубе.

Вероятность затопления внутренних помещений у судов типа В больше, чем у судов типа А, поэтому уменьшение конструктивной надежности компенсируется увеличением надводного борта.

Базисный надводный борт для судов со стандартной седловатостью, δ = 0,68 и L / H = 15 определяется по таблицам приведенным в Правилах. Графическая интерпретация табличных значений Н_бн судов типа А и В, в зависимости от района плавания представлена на рис.24.

 

Рис. 24. Кривые базисного надводного борта для судов неограниченного (1); I, II, IIСП, IIIСП ограниченного (2) и III ограниченного (3) районов плавания.

 

При отсутствии на судне седловатости величину базисного надводного борта необходимо увеличить на 0,75 z_cр, где z_cр – средняя аппликата седловатости образуемая параболой

– для носовой линии и

– для кормовой линии.

В этом случае средняя аппликата равна

.

Если δ > 0,68, Правила требует умножить величину базисного надводного борта на коэффициент

.

Если L / H < 15, Регистр требует увеличить базисный надводный борт на

,

где k_L = L /480 при L < 120 м и k_L = 0,25 при L ≥ 120 м.

При наличие на судне надстроек, высоту надводного борта можно уменьшить на Δ Н_бн – при сплошной надстройке равный 0,35 м для судов длиной 24 м, 0,86 м для судов 85 м и 1,07 м для судов длиной от 122 м. Вычеты для промежуточных длин находятся при помощи линейной интерполяции. Если длина надстроек меньше длины судна, вычет в процентах от Δ Н_бн определяется согласно табл. 7.

 

Проценты вычета высоты надводного борта (Δ Н_н /Δ Н_бн)

таблица 7

Длина надстроек		0,1 L	0,2 L	0,3 L	0,4 L	0,5 L	0,6 L	0,7 L	0,8 L	0,9 L
Суда типа А и В									75,3	87,7
Лесовозы
для промежуточных длин используется линейная интерполяция

 

Высота борта в носовой оконечности может обеспечиваться седловатостью палубы, наличием бака или комбинацией этих способов и, по правилам Регистра, должна составлять при L < 250 м не менее,

,

а при L > 250 м,

,

причем при δ < 0,68 принимается δ = 0,68.

У судов с баком, его длина должна составлять не менее 0,07 L, у гладкопалубных судов протяженность высокого надводного борта должна быть не менее 0,15 L. Высота надстроек должна составлять не менее 1,8 м при L < 75 м и не менее 2,3 м при L > 125 м, в промежутке – линейная интерполяция.