Грузовая марка и надводный борт. Определение запаса плавучести.

Плавучестью – называют способность судна плавать на воде или под водой в определенном положении относительно горизонта воды, неся на себе определенное количество грузов.

Посадкой судна – называется положение судна по отношению к поверхности воды.

На судно, свободно плавающее на спокойной воде, действуют распределенные силы двух видов – силы веса и силы гидростатического давления воды на погруженную (смоченную) наружную поверхность.

Каждая из указанных разновидностей сил приводится к вертикальной равнодействующей, причем направление обеих равнодействующих всегда противоположное.

Равнодействующая сила веса G называется силой веса и приложена в центре тяжести (ЦТ) судна.

Равнодействующая сил гидростатического давления воды (С) называется силой поддержания или силой плавучести.

Согласно закону Архимеда сила плавучести равна весу воды в объеме, вытесненном погруженной частью судна. Линия действия всегда проходит через ЦТ погруженного объема, который называется центром величины (ЦВ).

Равновесие свободно плавающего судна существует, если одновременно выполняются два условия:

1. Сила плавучести равна по величине силе веса судна;

2. ЦВ и ЦТ судна располагаются на одной вертикальной линии.

Условие равновесия судна выражается в следующем уравнении

- D = γ V;

- Xg = Xс.

Где:

D – вес судна (весовое водоизмещение), кН;

γ (гамма) – вес 1 м³ воды, кН;

V – объем подводной части судна (объемное водоизмещение), м³;

Хg – отстояние ЦТ от плоскости миделя, м;

Хс – отстояние ЦВ от плоскости миделя, м.

В зависимости от плотности воды, в которой плавает судно, его объемное водоизмещение может измениться, хотя масса судна остается постоянной. В пресной воде, плотность которой близка к единице, для поддержания судна определенной массы требуется больший погруженный объем V, чем в соленой воде, плотность которой колеблется от Р = 1,010 – 1,015 т/м³ в Балтийском море до 1,023 – 1,028 т/м³ в океане.

Знание главных размерений судна и его коэффициентов позволяет капитану выполнить некоторые элементарные расчетов приближенных значений водоизмещения, а также изменения осадки при приеме груза относительно небольшой величины.

Втесненный подводной частью объем воды (м³) называется – объемным водоизмещением.

V = δ L B T. м³

Где:

- δ (дельта) – коэффициент общей полноты (водоизмещения), выражающий отношение объемного водоизмещения судна к объему параллелепипеда со сторонами, равными длине, ширине, осадке судна, значение δ для различных типов судов принимается по справочным данным;

- L, B, T – длина, ширина, осадка судна.

Для того, чтобы вычислить водоизмещение судна по его теоретическому чертежу, нужно определить объем подводной части корпуса.

Точный объем подводной части судна из-за кривизны борта судна, как правило, не удается. В теории судна для определения объемного водоизмещения судна, а также для вычисления площадей криволинейных фигур чаще всего приближенным приемом – правилом трапеций.

Площадь половины шпангоута равна сумме площадей всех трапеций.

Ординаты для каждого шпангоута могут измеряться как в реальном масштабе, так и в его проекциях для различных моделей. Аналогично считывают другие площади и объемы судна.

Многие вычисления связанные со строевой по шпангоутам и ватерлиния.