Определение элементов затапливаемых отсеков

Объем влившейся в отсек воды v₁, координаты его ЦТ x_p, y_p, площадь свободной поверхности s, координаты ее ЦТ x_s, y_s и осевые моменты инерции этой площади i_x, i_y определяются с помощью интегральных зависимостей, аналогичных формулам, предназначенным для вычисления по теоретическому чертежу объемного водоизмещения судна, координат его ЦВ, площадей ватерлиний и координат их ЦТ, осевых и центробежных моментов инерции.

Для расчета элементов какого-либо отсека (помещения) необходимо иметь ординаты теоретических линий, ограничивающих этот отсек на каждой ватерлинии и каждом шпангоуте. В качестве ординат могут быть использованы ординаты теоретического чертежа судна. Применяют также и специальную разбивку по длине и высоте отсека дополнительными ватерлиниями и шпангоутами с учетом его конфигурации.

Для примера рассмотрим отсек, ограниченный теоретическими линиями шпангоута правого борта, вертикальной продольной переборки, двух поперечных переборок, платформы (рис. 5.4).

Рис. 5.4. К выводу формул для расчета элементов затапливаемых отсеков

1 – платформа; 2 – продольная переборка; 3 – поперечные переборки

Длина отсека равна x_н – x_к, где x_н – абсцисса носовой переборки; x_к – абсцисса кормовой переборки отсека. Пусть y_н – переменная (наружная) ордината теоретической линии шпангоута, y_в – ордината (внутренняя) теоретической линии продольной переборки. Выделим элементарную площадь (y_н – y_в)dx. Статические моменты этой площади относительно продольной и поперечной координатных осей Ox и Oy равны и соответственно. Моменты инерции этой площади относительно собственных осей, параллельных осям Ox и Oy, равны и соответственно. Суммируя затем элементарные площади, статические моменты и моменты инерции в пределах длины и высоты отсека z, получим формулы в виде интегральных зависимостей для объема влившейся воды

, (5.46)

(5.47)

площади свободной поверхности воды в отсеке при z = const

, (5.48)

координат ЦТ этой площади при z = const

(5.49)

моментов инерции этой площади относительно собственных осей, проходящих через ее ЦТ,

(5.50)

Все величины по формулам (5.46) – (5.50) вычисляют для нескольких значений высоты уровня воды в отсеке z, так что в результате находят и строят на графиках функции v₁(z), x_p(z), y_p(z), s(z), x_s(z), y_s(z), i_x(z), i_y(z). Эти кривые называются кривыми элементов отсеков, по ним при заданном значении высоты уровня z легко определяют элементы отсека. При использовании этих зависимостей в расчетах непотопляемости необходимо учитывать степень заполнения отсека оборудованием и грузами и вводить поправочный коэффициент.