Спосіб розміщення вантажів на судні

Спосіб розміщення вантажів на судні полягає в асиметричному розміщенні вантажу і баласту по довжині судна щодо миделя, при якому сумарну масу в районі x / L = 0,25 зменшують, а в районі x / L = -0,25 - збільшують на величину Р1, при цьому сумарну масу в районі x / L = 0,5 збільшують, а в районі x / L = -0,5 - зменшують на величину Р2 щодо рівня, відповідного однаковою мірою заповнення вантажних приміщень при однаковій вантажної кубатурі вантажів, де х - абсциса центра ваги маси Р1 або Р2, L - довжина судна. Маси Р1 і Р2, на які змінюють навантаження по довжині судна, і відповідні відстані L1 і L2 між їх центрами тяжіння задовольняють висловом P1L1 = P2L2. Таке здійснення способу забезпечить зниження сумарного вертикального згинального моменту і небезпеки пошкодження корпусу судна. 1 з.п. ф-ли, 4 іл., 2 табл.

Винахід відноситься до галузі суднобудування і експлуатації суден, а саме до питань розміщення грузов.Ізвестен спосіб розміщення вантажів на судні [1, §3.1, стор. 64] відповідно до розподілу сил підтримки з метою отримання мінімального згинального моменту на тихій воде.Недостаткамі даного способу є: - невідповідність розподілу обсягів всередині суднового корпусу стройової по шпангоутів через нахилу штевнів, розвалу бортів в краях і седловатость палуби; - неможливість повного використання обсягу вантажних приміщень; - зміна моменту на тихій воді для різних експлуатаційних випадків завантаження судна і необхідність врахування його при визначенні мінімального опору корпуса.Наіболее близьким, обраним як прототип, є спосіб розміщення вантажів на судні, що включає зміну експлуатаційних параметрів зі створенням перегинати моменту на тихій воді (перенесення вантажів або баласту із середньої частини судна до країв). При цьому зменшується величина хвильового згинального моменту за рахунок перерозподілу сил інерції при вертикальній хитавиці [2, стор. 83, 84, 89] .Недостаткі даного способу: - при такому способі не використовуються значні сили інерції, обумовлені кільової хитавицею; - цей спосіб не дає значного зменшення сумарного згинального моменту тому, що зменшення хвильового згинального моменту супроводжується збільшенням моменту на тихій воді; - при такому способі змінюються параметри качки, що ускладнює дослідження оптимальних характеристик н агрузкі і режимів ходу з урахуванням зміни ударних моментов.Задачей, на вирішення якої спрямовано пропонований спосіб, є поліпшення експлуатаційних і міцнісних якостей судна.Техніческій результат, який досягається при використанні пропонованого рішення, полягає в зменшенні хвильового згинального моменту і, як наслідок, в зниженні небезпеки пошкоджень корпусу судна, які можуть виникнути в конструкціях при впливі сумарного вертикального згинального моменту. При проектуванні судна з'являється можливість зменшити масу корпусу за рахунок зменшення товщини зв'язків, що забезпечують загальну поздовжню міцність, при меншому необхідному моменті сопротівленія.Поставленная завдання вирішується тим, що в способі розміщення вантажів на судні, що включає зміну експлуатаційних параметрів, відповідно до винаходу задають асиметрію розподілу сумарної маси по довжині судна щодо миделя шляхом відповідного розподілу вантажу і баласту по довжині судна в процесі його навантаження, при цьому в районі x / L = 0,25 сумарну масу зменшують, а в районі x / L = -0,25 її збільшують на величину Р1, в районі x / L = 0,5 сумарну масу збільшують, а в районі x / L = -0,5 її зменшують на величину Р2 щодо рівня, відповідного однаковою мірою заповнення вантажних приміщень при однаковій вантажної кубатурі вантажів, де x - абсциса центру ваги маси P1 або Р2, L - довжина судна, причому маси P1 і Р2, на які змінюють навантаження по довжині судна, і відстані між їх центрами тяжіння задовольняють вираженіюP1L1 = P2L2, де L1 - відстань між центрами тяжіння мас P1, L2 - расст ояніе між центрами тяжіння мас Р2.Прі цьому збільшення маси забезпечують розміщенням вантажів з малою питомою вантажної кубатурою і (або) розміщенням баласту тільки на ділянках довжини судна, що вимагають збільшення маси по довжині судна, при цьому зменшення навантаження забезпечують розміщенням вантажів з великою питомою вантажної кубатурою і (або) видаленням баласту з ділянок довжини судна, що потребують зменшення маси по довжині судна.Сопоставітельний аналіз ознак рішення, що заявляється і ознак аналога і прототипу свідчить про ег відповідність критерію "новизна" .Прізнакі відмітної частини формули вирішують такі функціональні задачі.Прізнак "... задають асиметрію розподілу сумарної маси по довжині судна щодо миделя шляхом відповідного розподілу вантажу і баласту по довжині судна в процесі його навантаження, при цьому в районі x / L = 0,25 сумарну масу зменшують, а в районі x / L = -0,25 її збільшують на величину 1, в районі x / L = 0,5 сумарну масу збільшують, а в районі x / L = -0,5 її зменшують на величину Р2 щодо рівня, відповідного однаковою мірою запо нання вантажних приміщень при однаковій вантажної кубатурі вантажів, де x - абсциса центру ваги маси P1 або Р2, L - довжина судна ... "дозволяє створити пари сил в носовій і кормовій частинах судна, які дають зменшення величини хвильового згинального момента.Прізнак". ..масси P1 і Р2, на які змінюють навантаження по довжині судна, і відстані між їх центрами тяжіння задовольняють вираженіюP1L1 = P2L2, де L1 - відстань між центрами тяжіння мас P1, L2 - відстань між центрами тяжіння мас Р2 ... "дозволяє дотримуватися незмінність положення центру тяж сті судна по довжині і поздовжнього радіуса інерції мас, отже, посадка і поздовжнє хитавиця судна залишаються постояннимі.Прізнак "... збільшення маси забезпечують розміщенням вантажів з малою питомою вантажної кубатурою і (або) розміщенням баласту тільки на ділянках довжини судна, що вимагають збільшення маси по довжині судна, при цьому зменшення навантаження забезпечують розміщенням вантажів з великою питомою вантажної кубатурою і (або) видаленням баласту з ділянок довжини судна, що потребують зменшення маси по довжині судна "конкретизує сп соб розміщення вантажів на судне.Предлагаемое рішення пояснюється кресленнями і таблицею. На фіг.1 зображено початкове розподіл мас, на фіг.2 - ідеалізована схема завдання асиметрії розподілу мас, на Фіг.3 - епюра додаткового хвильового згинального моменту, що відповідає цьому ідеалізованому розподілу мас, на фіг.4 - епюра навантаження після створення асиметрії розподілу мас , в табл.1 показані чисельні результати розрахунку сумарного вертикального згинального моменту, що діє при русі судна на схвильованій поверхні моря, і ефект, одержуваний від асиметричного розподілу масс.Способ розміщення вантажів на судні полягає в следующем.Задается асиметрія двох груп мас - вантажів і (або) баласту: в районі x / L = 0,25 сумарну масу зменшують, а в районі x / L = -0,25 її збільшують на величину P1 , в районі x / L = 0,5 сумарну масу збільшують, а в районі x / L = -0,5 її зменшують на величину Р2 щодо рівня, відповідного однаковою мірою заповнення вантажних приміщень при однаковій вантажної кубатурі вантажів, де x - абсциса центру тяжкості маси P1 або Р2, L - довжина судна. Збільшення маси забезпечують розміщенням вантажів з малою питомою вантажної кубатурою і (або) розміщенням баласту тільки на ділянках довжини судна, що вимагають збільшення маси по довжині судна, при цьому зменшення навантаження забезпечують розміщенням вантажів з великою питомою вантажної кубатурою і (або) видаленням баласту з ділянок довжини судна, що потребують зменшення маси по довжині судна. При цьому відбувається такий перерозподіл сил інерції при кільової хитавиці, що система цих додаткових сил виявляється самоуравновешенной і зменшує хвильової вигинає момент по всій довжині судна. Максимальний ефект досягається при P1 = 2P2, L1 = 0,5L, L2 = L (табл.1). Пропонований спосіб розміщення вантажів на судні робить можливим зменшити величину хвильового згинального моменту. При цьому він не впливає на посадку судна і на параметри поздовжньої хитавиці. Тому залишаються незмінними величини згинального моменту в миделевого перетині на тихій воді (табл. 1) і ударного момента.Епюра додаткового хвильового згинального моменту (на який зменшується сумарний згинальний момент) при оптимальному розподілі мас має вигляд трапеції (Фіг.3), і в районі між x / L = ± 0,25 поправка до вигинає моменту постоянная.Действіе сил інерції обумовлено тим, що качка завжди відстає по фазі від вимушених коливань. Зрушення фаз змінюється від 0 до 180 , А при резонансі становить 90 , При цьому виходить найбільший еффект.Для підтвердження вищевикладеного були виконані випробування на великомасштабної моделі у відкритій акваторії Амурського затоки. Експеримент проводився для двох варіантів нагрузкі.Варіант навантаження №1. Модель у вантажі з твердим баластом на x / L = 0,25 в кількості 144 кг і на x / L = -0,4 в кількості 90 кг, що становить 3,0 і 1,9% від водотоннажності судна соответственно.Варіант навантаження №2. Модель у вантажі з твердим баластом на x / L = -0,25 в кількості 144 кг і на x / L = 0,4 в кількості 90 кг.Ісследованія проводилися при наступних експлуатаційних параметрах: висота хвилі з трехпроцентной забезпеченістю h3% = 85 см , що відповідає дев'ятибальні хвилювання для натурного судна; довжина хвилі дорівнювала довжині моделі; відносна швидкість (число Фруда) Fr = 0,12 при зустрічному хвилюванні. Після обробки результатів експериментів були отримані стандарти хвильових згинальних моментів, які представлені в табл. 2. Як показують проведені дослідження, в першому варіанті навантаження стандарт хвильового згинального моменту більше, ніж у другому, тобто створюючи асиметричний розподіл мас і не змінюючи посадку і кінематичні параметри качки, можна домогтися зменшення хвильового згинального момента.Такім чином, використання запропонованого способу розміщення вантажів на судні приводить до наступних результатів: - при використанні сил інерції від кільової качки судна зменшується хвильової вигинає момент і, отже, сумарний вертикальний вигинає момент на міделі, так як інші складові залишаються постійними. Поправка буде залежати від величин асиметричних мас вантажу і (або) баласту P1 і Р2 і їх коордінат.Істочнікі інформації1. Барабанов Н.В. Конструкція корпусу морських суден: Підручник. - 4-е изд. У двох томах. Том 1. - СПб .: Суднобудування, 1993, 304 с.2. Короткий Я.І., Ростовцев Д.М., Сіверс Н.Л. Міцність корабля. - Л .: Суднобудування, 1974.

формула винаходу

1. Спосіб розміщення вантажів на судні, що включає зміну розподілу мас по довжині судна, в тому числі маси вантажу і баласту, який відрізняється тим, що задають асиметрію розподілу сумарної маси по довжині судна щодо миделя шляхом відповідного розподілу вантажу і баласту по довжині судна в процесі його навантаження, при цьому в районі x / L = 0,25 сумарну масу зменшують, а в районі x / L = -0,25 її збільшують на величину Р1, в районі x / L = 0,5 сумарну масу збільшують, а в районі x / L = -0,5 її зменшують на величину Р2 щодо рівня, відповідаю його однаковою мірою заповнення вантажних приміщень при однаковій вантажної кубатурі вантажів, де х - абсциса центру ваги маси P1 або Р2, L - довжина судна, причому маси Р1 і Р2, на які змінюють навантаження по довжині судна, і відстані між їх центрами тяжіння задовольняють вираженіюP1L1 = P2L2, де L1 - відстань між центрами тяжіння мас Р1; L2 - відстань між центрами тяжіння мас Р2.2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що збільшення маси забезпечують розміщенням вантажів з малою питомою вантажної кубатурою і (або) розміщенням баласту тільки на ділянках довжини судна, що вимагають збільшення маси по довжині судна, при цьому зменшення навантаження забезпечують розміщенням вантажів з великою питомою вантажної кубатурою і (або) видаленням баласту з ділянок довжини судна, що потребують зменшення маси по довжині судна.

МАЛЮНКИ

Малюнок 1

, малюнок 2 , малюнок 3 , малюнок 4