Кривая водоизмещения и грузовой размер. Грузовая шкала

Для определения осадки по водоизмещению или, наоборот, водо­измещения по осадке используют кривую водоизмещения V (z). Чтобы ее построить, необходимо вычислить интеграл с переменным верхним пределом:

,

где х_н и х_к — абсциссы точек пересечения ватерлиний с линиями форштевня и ахтерштевня соответственно при осадке z .

Вид кривой V (z) представлен на рис. 1.15, где также изображены кривые V_в (z) и М (z) = ρ V_в (z) . Кривая V_в (z) характеризует объем­ное водоизмещение с учетом выступающих частей (обшивки, выкру­жек гребных валов, дейдвудных труб, килей и т. п., определение их объемов см. п. 1.11), а М (z) — водоизмещение с учетом плотности воды (масса).

Кривая М (z) называется грузовым размером. Плотность воды за­висит от района плавания, а также от температуры воды (т. е. от се­зона), поэтому иногда строят ряд кривых М (z) для различных ρ.

Рассмотрим некоторые свойства кривой водоизмещения.

1. Из равенства (1.32) следует, что . Эта производная численно равна тангенсу угла наклона ε касательной СВ к кривой во­доизмещения, т. е. tg ε = АС / АВ = S. Так как АС = V, получим АВ = AC / S = V / S. С учетом того, что АО = Т, отношение АВ / АО будет равно коэффициенту вертикальной полноты. Действительно АВ / АО = V / (ST) = χ .

2. Площадь криволинейного ΔOCD под кривой водоизмещения представляет собой статический момент водоизмещения относительно ОП в соответствующем масштабе:

,

т. е.

.(1.46)

3. Площадь криволинейного ΔАСО над кривой водоизмещения равна стати-ческому моменту водоизмещения относительно плоскости ватерлинии в соответ-ствующем масштабе:

. (1.47)

Как мы отметили в начале настоящего параграфа, между V(z) и S(z) су-ществует интегральная связь, поэтому поведение S(z) как производной, во многом определяет поведение V(z) .

Большинство судов имеет площадь нулевой ватерлинии, либо рав­ную нулю, либо очень малую (т.е. при V = 0 dV / dz → 0), поэтому кривая водоизмещения вблизи начала координат идет почти верти­кально, а затем постепенно отходит от вертикальной оси. На участке, где судно имеет вертикальные борта, S практически не зависит от осадки, и кривая водоизмещения становится наклонной прямой ли­нией.

В последние годы появились суда с подповерхностными корпусами (трисеки, плавучие буровые установки и т. д.). Для таких судов значение z_c может быть гораздо меньше половины осадки (рис. 1.24).

Рис. 1.15. Кривая водоизмещения и грузовой размер для обычного судна

Рис. 1.16. Строевая по ватерлиниям и кривая водоизмещения для судна с резким изменением формы

Зависимость М (z) можно пред­ставить не в виде кривой, а в виде грузовой шкалы (рис. 1.17). По­строение ее производят следующим образом: в произвольном масштабе строят равномерную шкалу осадок, а рядом - шкалу соответствую­щих этим осадкам водоизмещений (масс). Так как грузовой размер - кривая линия, грузовая шкала будет неравномерной. На грузовой шкале дополнительно наносят шкалы дедвейта, высоты надводного борта, числа тонн на 1 см осадки. Все суда транспортного флота снабжаются грузовой шкалой, так как по ней удобно проводить контроль загрузки при грузовых операциях.

Рис. 1.17. Грузовая шкала