DODATKOWE RAMIE STATECZNOS CI KSZTAśTU
Przy wie kszych katach przchyó
ow punkt przecie cia pó
aszczyzny symetrii z sió
a wyporu przesuwa
sie w gore na skutek przemieszczania sie s rodka wyporu stosownie do zmiany ksztaó
tu podwodzia statku. Tak wie c punkt "M" nie moze byc rozpatrywany dalej jako wyznacznik stanu statecznos ci statku.
Jezeli GM = 0, to statecznos c statku rowna jest wowczas tylko dodatkowemu ramieniu statecznos ci ksztaó
tu.
ZG = KM
lub
GM = 0
Brak GM (=0) powoduje, ze wykrse statecznos ci statecznej (czyli wykres ramion prostujacych) jest spó
aszczony.
Spó
aszczenie krzywej jest najwie ksze w poczatkowych katach przechyó
u (jezeli GM = 0 to
l = 0). Przyrost w granicach 0 - 10o jest niewielki.
Wykonujac wykresy dodatkowej statecznos ci dla roznych D w zakresie typowych stanow eksploatacyjnych przy zaó
ozeniu staó
go ZG (zblizonego, lub gorszego od przewidywanego ZG
eksploatacyjnego) uzyska sie rodzine krzywych, ktore opisywac be da statecznos c statku w caó ym
zakresie eksploatacyjnym.
Poniewaz konkretne stany nie pokrywaja sie z hipotetycznymi, dla korzystania z tych krzywych nalezy poprawic ukó
ad o wartos c przyrostu wynikajacy z przesunie cia sie s rodka cie zkos ci w stosunku do hipotetycznego.
Wartos c Dl stanowi o zmniejszeniu (lub zwie kszeniu) caó
ego ramienia prostujacego, ma wie c
wpó
yw na wartos ci jakie mozna odczytac z rodziny krzywych dodatkowej statecznos ci ksztaó tu.
Dla celow statkowych rodzina krzywych jest deformowana poprzez przyje cie na osi rze dnych wartos ci sinusa kata przechyó
u a nie samej wartos ci kata.
W celu poprawienia ukó
adu dla aktualnych warunkow nalezy po prawej stronie na osi odcie tych odó
ozyc wartos c Dl i przeprowadzic prosta ó
aczaca te wartos c z poczatkiem ukó
adu.
Odczytywanie wartos ci jak na rysunku:
Pole oznaczone na zoó
to przedstawia fragment wykresu, ktory jest przedstawiany osobno w innej skali (gó
ownie powie kszenie GZ) celem zwie kszenia czytelnos ci wykresu. Rowniez dla zwie kszenia czytelnos ci krzywe przecinajace sie winny byc oznakowane przed i po przecie ciu.
Wykres taki nazywany jest wykresem uniwersalnym. W praktyce wyglada on nieco inaczej - na prawej osi odcie tych odó
ozone jest GZ popr dla ktorych skonstruowana jest rodzina krzywych: Ocena statecznos ci na podstawie rodziny krzywych dodatkowej statecznos ci ksztaótu.
Statek posiada obje tos c podwodzia Vo = 19,000 m3, ZGp = 8.50 m.
Dokumentacja ó
adunkowa podaje oceniony stan dla V1 = 20,000 m3, oraz ZG1p = 8.55 m.
Stan zaó
adowania przy Vo = 19,000 m3 charakteryzuje sie wie ksza (lepsza) statecznos cia poniewaz:
- wolna burta jest wie ksza niz w stanie dokumentacyjnym, co oznacza lepsza statecznos c ksztaó
tu;
(Komentarz: wolna burta zwie ksza zakres statecznos ci statycznej -
wie ksza wartos c ramion prostujacych. Z wykresu mozna
ocenic o ile ramiona sa wie ksze. Mozna (na kalce) narysowac
wykres i porownac ze stanem z dokumentacji - o ile ZG sa
zblizone).
- s rodek masy statku lezy nizej niz w stanie z dokumentacji, co oznacza, ze ramiona sa wie ksze o wartos c Dl = GoG * sin j. W w/w przykó
adzie be dzie to wartos c
rowna 0.05 m * sin j .
Wniosek: jezeli stan przywoó
any (z dokumentacji) speó
nia wszystkie warunki, to stan aktualny
(lepszy !) speó
nia je rowniez.
Uwaga: na wykresie uniwersalnym mozna przes ledzic wpó
yw wolnej burty na statecznos c .
Pro ba przechyóu - Okres lanie GM.
Pro ba eksploatacyjna.
Mozna sie posó
uzyc systemem anty-przechyó
owym. Probe nalezy przeprowadzic gdy nie ma
innych sió
dziaó
ajacych na statek - np falowania i wiatru. Najlepiej przeprowadzac przy statku wyrownanym, mozna jednak robic ja przy staó
ym przechyle pamie tajac jednak, ze os koó
ysan
be dzie odchylona od osi symetrii.
Niezbe dny jest dobry przechyó
omierz.
Probe nalezy przeprowadzic przy braku powierzchni swobodnych, lub przy ich zminimalizowaniu.
W czasie proby okres lamy mase przepompowanego balastu, kat przechyó u i moment
przechylajacy.
Moment przechylajacy spowodowany przepompowaniem cieczy:
(Najlepszy efekt uzyska sie przy poczatkowym
napeó
nieniu zbiornikow do poó
owy)
Mpr = p * (y2 - y1)
- Mpr - moment przechylajacy
a = (y2 - y1)
- przesunie cie boczne (jezeli z lewej na prawa burte to a = - 2y) Mpr = p * a
Maksymalny moment przechylajacy mozna rowniez uzyskac ze wzoru:
Mpr = Q * t * a
gdzie Q - wydajnos c pompy/pomp
Mp = D * GG1
Mp - moment prosujacy
Przy maó
ych katach przechyó
u mozemy zaó
ozyc , ze MG = MG1, mozemy wie c zapisac :.
GG1
GG1
tg a = ----- wie c MG = ------ (1)
MG
tg a
Poniewaz Mpr = Mp to :
p * a = D * GG1 a stad:
p * a
GG1 = ----------
D
wstawiajac do (1) :
MG = -------------
D * tg a
ZG = KM - MG
Uwagi praktyczne
Konwencja zaleca przeprowadzanie proby eksploatacyjnej (pomiar GM wywoó anym momentem
przechylajacym w trakcjie eksploatacji statku) co 5 lat na statkach pasazerskich i promach. Coraz cze s ciej mowi sie o rozszerzeniu tego obowiazku na wszystkie statki.
Statek musi byc przygotowany do proby przechyó
u:
- jezeli proba przeprowadzana jest przy kei, to nie powinno zostawiac sie zadnych lin mogacych ograniczac ruchy poprzeczne statku;
- nalezy zlikwidowac i ograniczyc wpó
yw wolnych powierzchni (balasty dopeó
nic , zenzy
wypompowac , zbiorniki osadowe skomasowac w jednym zbiorniku itd);
- maksymalnie ograniczyc trym - liczenie poprawek MG dla trymu jest dos c skomplikowane, jezeli statek nie ma specjalnych tablic (rzadko);
- zlikwidowac ruchoma konstante .
- okres lic dokó
adnie D (dobrze jezeli sa krzywe Firsowa) jezeli nie unikac trymu;
- statek winien byc wyposazony w dobry przechyó
omierz w zakresie maó
ych katow;
- przechyó
nie powinien przekroczyc 4 stopni. Najlepszy 2-3 stopnie.
- pogoda winna byc dobra - najlepiej cisza.
Metoda obliczen:
1. Napeó
niamy dwa rowne (identyczne) zbiorniki burtowe do poó
owy obje tos ci.
2. Sprawdzamy przechyó
- najwó
as ciwszy 0o.
3. Przepompowujemy caó
a wode do jednego zbiornika i obliczamy moment :
Mpr = p (x2 - x1)
4. Odczytujemy kat przechyó
u.
5. Obliczamy moment przechylajacy o 1o.
Mpr
M
o = -------
pr1
[Tm/1o]
j
D * GM
57.3 * M1o
z wzoru
M1o = -----------
obliczamy GM = -----------
57.3
D
6. Zwrocic uwage na ge stos c przepompowywanej cieczy bo p = g * Vc.
------
Sprawdzanie GM przy uz yciu specjalnych tablic.
Wszystkie statki wyposazone w system antyprzechyó
owy sa wyposazone w dodatkowe tablice
pozwalajace na szybkie okres lenie GM przy uzywaniu systemu. Sa oczywis cie pomocne przy okres laniu GM z eksloatacyjnej proby przechyó
u.
Probe przeprowadza sie jak wyzej mierzac jedynie przyrost sondazu w zbiorniku po zakonczeniu przepompowywania. Wchodzac do wykresu Ds odnajdujemy dla niej wartos c Momentu przechylajacego (wybieramy krzywa dla wó
as ciwej ge stos ci wody):
Naste pnie wykorzystujemy prawa strone wykresu (kolejnos c odnajdywania punktow -ó aczonych
prosta linia) jak na przykó
adzie A - B i C - D ):
--------
NIEZATAPIALNOSC
Niezatapialnos c , jest to zdolnos c statku do zachowania pó
ywalnos c i i statecznos ci po zatopieniu
jednego, lub kilku przedziaó
ow sasiednich.
1 wyznacznik - ilos c przewozonych osob: st.pasazerskie, promy pasazerskie, statki o zie kszonej liczbie ludzi, ratowniczy, towarowy.
2 wyznacznik: rodzaj przewozonego ó
adunku (np statek do przewozu materiaó
ow radioaktywnych);
3 wyznacznik : rodzaj peó
nionej só
uzby (np lodoó
amacz, holownik morski);
4 wyznacznik : rodzaj zeglugi (wielka, przybrzezna, warnki arktyczne);
5 wyznacznik: sposob poziomego ó
adowania (jezeli LOA > 170 m)
Uwaga: sa wymagania mie dzynarodowe i wymagania Konwencji. Z reguó y lokalne przepisy sa
ostrzejsze.
PRS - statki o LOA > 120 m musza speó
niac wymogi niezatapialnos ci 1 ó
adowni.
Obecnie modne pytanie: czy statki musza byc zatapiane, jezeli nastapi uszkodzenie poszycia i zatopienie przedziaó
u. Sprawa oczywis cie zwiazana z rodzajem przewozonego ó
adunku. Jezeli
cie zar wó
as ciwy duzy to obje tos c ó
adunku maó
a i powierzchnia swobodnej powierzchni duza. Przy
innych ó
adunkach interesowac nas be dzie jaka powierzchnie ó
adowni zajmie towar, stanowiacy
przegrode wzó
uzna dla sobodnej powierzchni cieczy.
Jezeli sa statki o dó
ugich ó
adowniach to wyste puje kó
opot z niezatapialnos cia przy zatopieniu tej
ó
adowni, podczas gdy inne dwie zalane nie stwarzaja problemu.
Niezatapialnos c statku zapewniaja:
1. zabezpieczenia konstrukcyjne
2. Nadzor techniczny prowadzony w czasie eksploatacji statku
3. Wyszkolenie zaó
ogi
4. Chrakterystyki stanu zaó
adowania statku przed awaria.
PRS stawiaó
warunek zaó
adowania statku tak, aby przetrwaó
awarie . Wniosek : nalezy znac
wymogi dla statku uszkodzonego, aby policzyc i okres lic stan zaó adowania w ktorym statek
posiada wystarczajacy zapas satecznos ci.
Warunkiem tu jest takie ZG, ktore po zalaniu przedziaó
u be dzie posiadaó
o wartos c wystarczajaca
dla zapewnienia pó
ywalnos c i w warunkach awaryjnych.
Wykres bezpiecznych rze dnych s rodka cie zkos ci winien byc zrobiony czytelnie.
W nowych przepisach stosuje sie koniecznos c obliczenia etapow zatapiania - moze dojs c do utraty statecznos ci, mimo speó
nienia warunkow statecznos ci, przed osiagnie ciem hipotytecznego
stanu koncowego awarii (przy ktorym to stanie statek speó
niaó
by warunki).
Zab.konstrukcyjne obejmuja podziaó
kadó
uba na przedziaó
y wodoszczelne, oraz wyposazenie
statku w instalacje só
uzace do :
- osuszania statku (system zenzowo-balastowy, osuszania awaryjnego z wykorzystaniem pomp chó
odzacych silnika gó
ownego (na turbinowcach pompa chó
odzenia skraplacza));
- wyrownywania przegó
e bienia i/lub przechyó
u (samodzielnie startujace w momencie awarii);
- zawor odcinajacy skrajnika dziobowego; wymagany jedynie wtedy, gdy gdy rurociag balastowy
przeprowadzony jest w ó
ad.1 nad dnem podwojnym, lub gdy idzie przez tunel balastowy.
Ponizej przykó
ad wpó
ywu zamknie tego zaworu w sytuacji awaryjnej:
Ogolna zasada: przy duzych przechyó
ach (awaria) mozna dazyc do minimalizacji pzrechyó
u, ale
nie do caó
kowitej likwidacji przechyó
u. Np ro-ro nie wyprowadza sie z przechyó
u.
Przedziaó
wodoszczelny ograniczony burtami, dnem podwojnym i pokó
adem wodoszczelnym.
Pokó
ad wodoszczelny to taki, ktory umozliwia przepó
yw wody do zenz dla wyrzucenia wody
dostajacej sie z gory za burte . Musza sie pojawic zawory, bo pokó ad musi byc szczelny rowniez z
doó
u do gory (a nawet przede wszystkim).
Drzwi wodoszczelne sterowane od strony tunelu, lub powyzej pokó
adu wolnej burty. Sygnalizacja
powinna byc czynna (sygnalizacja zoó
te, czerwone, zielone).
-----
Zamkniecia w poszyciu burt statko w.
W uzupeó
nieniach do konwencji wytrzymaó
os c i szczelnos c tych zamknie c ma odpowiadac
szczelnos ci poszycia (furty w burtowe, w nadbudowkach, dziobowe, rufowe, drzwi w grodzi zderzeniowej). Przepis mowi kiedy moga byc otwarte, a kiedy musza byc zamknie te. Czasem otwiera sie wczes niej, ale na to ma wyrazic zgode administracja.
Po awariach promow zwraca sie szczegolnie uwage na zamknie cia dziobowe i grodziowe.
Rowniez szczelnos c otworow pokó
adowych.
Utrata szczelnos ci powoduje zawieszenie, lub zabranie s wiadectwa klasy.
Przed wyjs ciem w morze nalezy dokonac wpisu o zamknie ciu wszystkich otworow, ze sa sprawdzone, szczelne i nie ciekna, oraz ze przylegaja do poszycia peó na powierzchnia.
Nalezy odnotowac zanurzenie (dziob, rufa) i stwierdzic , ze statek speó nia kryteria statecznos ciowe
zgodnie z przepisami inst. klasyfikacyjnej.
Montuje sie kamery skierowane na zamknie cia.
W chwili obecnej, oprocz dokumentacji zasadniczej dostarcza sie dodatkowe informacje, w postaci prostego przewodnika. Przewodnik taki, w zestawieniu z podstawowymi danymi daje odpowiedŚ na pytanie, czy statek speó
nia kryteria przyje te w przepisach.
Kat zalewania powinien byc wie kszy od kata krytycznego.
Nadzor techniczny (armator, instytucja, zaó
oga) powinien prowadzic do utrzymywania stanu statku
na poziomie wymaganym przepisami. Nalezy pamie tac o tym, ze w miare upó ywu czasu naste puje
zme czenie wszelkich materiaó
ow. Tak wie c niekoniecznie statek wytrzyma ekstremalne warunki
dopuszczalne przez konstruktora.
ogi - nie tylko pod wzgle dem znajomos ci funkcji, ale rowniez pod wzgle dem znajomos ci zasad tzn dlaczego nalezy wykonac pewne czynnos ci i dlaczego innych nie wolno.
Znajomos c charakterystyk stanu zaó
adowania. Ustalonych badŚ droga proby przechyó
u, czy innych
obliczen w stanie nieuszkodzonych i awaryjnych. Znajomos c krytycznych warunkow, aby tak ó
adowac statek aby nie spowodowac , w wypadku awarii, sytuacji krytycznej.
Znajomos c dodatkowej dokumentacji celem przewidzenia skutkow zaistniaó ej awarii.
Odlegó
os c grodzi zderzeniowej od pionu dziobowego winna wynosic :
- dla statko pasazerskich 0.08 Lpp
- dla statkow towarowych 0.05 Lpp
W warunkach eksploatacji obliczenia w stanie wawaryjnym mozna wykonac : 1.-metoda staó
ej wypornos ci
2.-metoda zmiennej wypornos ci (metoda przyje tegocie zaru).
Obliczenia wykonane 1-wsza metoda sa uznawane przez Tow.Klasyfikacyjne i sa wykonywane na statku tylko wtedy, jes li wyposazony on jest w komputer i program obliczeniowy. Ta metoda opracowuje sie dokumentacje w biurach projektowych.
Metoda przyje tego cie zaru (zmiennej wypornos ci) moze byc stosowana w obliczeniach statkowych. Wode w zatopionym przedziale traktujemy jako dodatkowy cie zar przyje ty na statek z uwzgle dnieniem swobodnej powierzchni cieczy, jezeli ona wyste puje.
W metodzie przyje tego cie zaru mozna wykorzystac w obliczeniach dokumentacje statku nieuszkodzonego. Poprawne wyniki obliczen uzuskuje sie przy ocenie stat.awaryjnej przy zatopieniu przedziaó
ow na s rodokre ciu, gorzej, jezeli be da to przedziaó
y dziobowe i rufowe.
W rufowych brak skalowania maszynowni. Mozna uzyskac obje tos c ze skali Bonjana. Jes li nie ma to przekrojami wodnicowymi, jes li nie to z rysunkow pokó
adow sió
owni.
W metodzie staó
ej wypornos ci, na skutek zmiany ksztaó
tu zanurzonej cze s ci kadó
uba nie mozna
korzystac z dokumentacji statku nieuszkodzonego.
Zatopiony przedziaó
musi byc wtedy traktowany jako niewypornos ciowy - stad zmiany wó as ciwos ci
podwodzia. Sa dokumentacje, w ktorych przygotowane sa stany i krzywe dla kolejnych zatopionych przedziaó
ow . Kazda jest osobnym kompletem.
------------
Dokowanie statku
Podczas osiadania statku w doku z gory mozna okres lic wspoó
rze dne punktu podparcia. Mozna
wie c wyznaczyc reakcje na podporach dokowych w momencie kiedy zmiana przegó e bienia statku
wywoó
ana reakcja podpor osiagmie wartos c rowna przegó
e bieniu statku przed wejs ciem do doku
(innymi só
owy: kiedy statek w czasie dokowania uzyska przegó
e bienie t1 = 0).
Wartos c reakcji mozna wyznaczyc ze wzoru na reakcje gruntu dla statku podpartego na kamieniu: DtA * Mj
DtA * Mj
xA = ------------ czyli : R = ------------
R
xA
Obliczenia przeprowadzamy kolejno jak nastepuje:
1. Zmiana przegóebienia statku :
2. Reakcja na podpore :
DtA * Mj
R = ------------
xA
3. Sprawdzamy czy wynik nie przekracza maksymalnego obciazenia blach poszycia (prowizoryczny wzor to powierzchnia 1 m2 x cis nienie wody na dnie x wsp.bezpieczenstwa).
4. Dokó
adna reakcje podpory mozna obliczyc ze wzoru:
D * (xG - xF)
R = ---------------
xA - xF1
jezeli, a tak wó
as nie jest, xF1 pokrywa sie z xF co jest typowe dla maó
ych zanurzen, mozna wzor
sprowadzic do naste pujacej formy:
D * (xG - xF)
R = ---------------
xA - xF
Statecznos c statku w trakcie dokowania.
Wypornos c statku podczas kó
adzenia sie na podpory dokowe caó
a powierzchnia dna (koncowa
faza dokowania) wynosi:
D1 = D - R
5. Z krzywych hydrostatycznych wybieramy KM dla D1.
6. Obliczamy nowa wysokos c metacentryczna:
D
GM1 = KM1 - ------- * ZGp
D1
7. Proste wykorzystanie tablic zmian przegó
e bienia.
Dt(100t) = - (StD - StR)
8. Odszukujemy zbiornik, ktorego x jest zblizone do xA i podstawiamy odpowiednio zmiany trymu.
9. Obliczamy hipotetyczny cie zar, jaki nalezaó
oby zdjac aby uzyskac finalna zmiane przegó
e bienia
= Dt1 :
Dt1
p = R = 100 * ---------
Dt(100t)
Uwaga: jezeli nie mozna znales c zbiornika, lub pomieszczenia dla ktorego podane sa zmiany przegó e bienia przy
przyje ciu 100 t, nalezy posó
uzyc sie takim zbiornikiem/pomieszczeniem, ktorego x jest najbardziej zblizone do wspoó
rze dnych podpory.
Przepisy awaryjne PRS
1.Statek musi posiadac GM = 0.05 m w koncowej fazie zatapiania, liczone metoda staó ej
wypornos c i.
Statek moze byc zatapiany symetrycznie i nie symetrycznie. Jezeli symetrycznie to brak przechyó u.
Przy przechyó
ach na statkach pasazerskich wszelkie zamknie cia grodzi (wodoszczelne) winny dziaó
ac do max kata po awarii.
Zwie kszenie kata dla statkow z ó
adunkiem pó
ynnym wynika z konstrukcji statku. Przepisy nie
mowia o wpó
ywie wody na wytrzymaó
os ci kadó
uba.
Kat przechyó
u powinien zostac zmiejszony przy zatopieniu jednego przedziaó
u - dla pasazerow do
7o (podobno jest to przechyó
nie wywoó
ujacy paniki). Czas okoó
o 15 minut. Jest to wie c zatapianie
automatyczne. PRS zaczyna sie z tego wycofywac - wg PRS zbiorniki winny byc napeó nione w
caó
os ci a ó
aczenie ich umieszczone jak najnizej.
Przepisy nie mowia nic o czasie. druga sprawa to kwestia tego, czy statek wogole da sie wyrownac (to dot. statkow niepasazerskich). Dla cargo - 12o, dla pynnych - 17o.
Wazne jest zapamie tanie zakresu krzywych : 20o dla pó
ynnych;
15o dla reszty
Pole pod wykresem F >= 0.0175 mrad (pó
ynne)
Pozostaó
e statki jr <= 15o
Pole pod krzywa >= 0.015 mrad
Zaó
.1 do PRS:
Wykresy promow jezeli chodzi o ww kryteria - GM = 0.05 m
Niesymetryczne zatopienie jednoprzedziaó
owe - 7 st., przy dwoch 12 stopni.
W zadnym wypadku linia graniczna nie powinna byc zatopiona.
Koncowy kat przechyó
u po prostowaniu >=10o i takiz zakres krzywej
Maks. wartos c ramienia prostujacego >= ramienia przechylajacego od skupienia sie pasazerow,
wiatru, lub s rodkow ratunkowych, lub od wartos ci 0.09 m w zaleznos ci, ktora z nich jest wie ksza.
Pole pod krzywa r.prostujacych powinno byc >= 0.009 mrad
W pos rednich stanach zalewania ramie >= 0.05 m, a zakres ramion >= 7o. Zakó ada sie , ze
zatopienie tyczy sie tylko jednego poziomu i jednej powierzchni swobodnej.
Statki pasazerskie:
W koncowym stanie zatapiania ramie prostujace nie moze byc mniejsze niz obliczone ze wzoru: GZ = (Mp)/wypornos c statku (lub wypor) + 0.04 m
Moment przechylajace we wzorze jest wie kszym z naste pujacych momentow: 1. Od skupienia sie wszystkich pasazerow po jednej burcie;
2. Od wodowania po jednej burcie wszystkich s rodkow ratunkowych opuszczanych na zurawikach przy peó
nym obciazeniu (zaó
ozenie ze szalupy schodza rownoczes nie);
3. Od naporu wiatru.
Ad.1 - 4 osoby na 1 m2 (ca 75 kg each). S rodek cie zkos ci wg konwencji 1m (PRS - 1.1 m); Ad.3 - cis nienie wiatru 120 pascali, pow. nawiewu jak dla statku nieuszkodzonego, z od poó owy
zanurzenia.
W pos rednich stanach zatapiania max ramie prostujace nie powinno byc mniejsze niz 0.05 m., a zakres krzywej nie mniejszy niz 7o, mierzac od poó
ozenia rownowagi.
Dla statku pasazerskiego w zadnym pos rednim stanie zatapiania kat przechyó u nie powinien
przekrocztyc 20o.
Statek powinien byc wyprostowany w ciagu 15 minut - to wazne przy ewakuacji pasazerow.
W konwencji w przepisach PRS przyje to naste pujace rozmiary uszkodzenia:
-rozmiar wzdó
uzny : dla statkow w zegludze pasazerskiej mie dzynarodowej l = 0.03 Ls + 3 m lub 11 m (w zaleznos ci co jest mniejsze).
Ls - dó
ugos c podziaó
owa statku - najwie ksza dó
ugos c tej cze s ci statku, ktora znajduje sie
ponizej linii granicznej.
Linia graniczna - linia przecie cia sie zew.pow pokó
adu grodziowego z zew. pow.
pokó
adu grodziowego (na statkach z katowym poó
aczeniem mocnicy burtowej i
pokó
adowej).
-rozmiar poprzeczny - gó
e bokos c uszkodzenia a = 0.2 B. B mierzone w najszerszym miejscu
na owre zu najwyzszej wodnicy podziaó
owej ó
adunkowej.
Wodnica podziaó
owa to wodnica przyje ta w fazie projektowania statku przy peó
nym zaó
ado-
waniu przy liczeniu niezatapialnos ci statku (obliczaniu podziaó
u grodziowego statku). Mozna
przyjac , ze jest to wodnica wolnej burty.
- rozmiar pionowy: od pó
aszczyzny podstawowej do pokó
adu gornego (tzn bez ograniczen
wysokos ci).
Majac w.podane wymiary mozna dowolnie planowac (w sferze projektowania) zatopienia statku: nad lub pod pokó
ad grodziowy.
Statecznos c statku podpartego
Statek jest podparty w naste pujacych sytuacjach:
1.wejs cie na mielizne ;
2.wejs cie na kamien;
3.wejs cie na dok i postoj w doku.
W kazdej z tych sytuacji konieczna jest znajomos c reakcji grunku, wysokos c i metacentrycznej, wsporze dnych punktu podparcia, zmiana charakterystyk zaó
adowania statku potrzebna do zejs cia
z przeszkody.
Przy dokowaniu bierze sie pod uwage rowniez ksztaó
t dna statku.
Reakcja gruntu
Reakcja gruntu (podpory) rowna jest roznicy wypornos ci przed i po wejs ciu na przeszkode : R = D - D1
gdzie
D - wypornos c w momencie wejs cia na
przeszkode lub dok;
D1 - wypornos c statku podpartego (przy
duzym trymie nalezy uwzgle dnic
poprawki na trym..
Przyblizony sposob obliczenia reakcji podó
oza:
R = 100 * DTs * TPC
wzor powyzszy mozna stosowac przy maó
ych trymach.
Metacentrum statku podpartego
a) W zwiazku z przyó
ozeniem sió
y podparcia w najnizszym miejscu (dokó
adnie w odlegó
os ci
grubos ci poszycia (wartos c ujemna) od pó
aszczyzny podstawowej) mozna przyjac , ze:
p = R
z = 0
D1 = D - p
R
G1M1 = GM - ---- * (Ts - 0.5 * |DTs| - GM)
D1
b) Sposob okres lenia G1M1 wychodzac z zaó
ozenia, ze zdje to cie zar ze statku o z = 0:
S Mz D * ZG + R * z
D * ZG
ZG1 = ------- = ----------------- = (poniewaz z=0) = ----------
D1
D1
D1
D
G1M1 = ZM1 - ------ * ZG
ZM1 ze skali Firsowa - jezeli nie ma to z krzywych
D1
dla D1.
Zmiana charakterystyk geometrycznych
zwiazanych z reakcja gruntu.
1. Zmiana zanurzenia s redniego
a)
DTs = Ts1 - Ts
gdzie: Ts1 - zanurzenie statku podpartego
Ts - zanurzenie przed podparciem
Ts1 = 0.5 * (TD1 + TR1)
gdzie TD1 = TDZ + DTDZ (DTDZ, RZ - popra-
TR1 = TRZ + DTRZ wka na piony)
Uwaga: zmiana zanurzenia w wypadku podparcia zawsze ze znakiem "-" (co wynika ze wzoru TS1 - TS).
b) Zmiana przegó
e bienia wywoó
ana wejs ciem na podpore :
Dt = t1 - t
t1 - przegóebienie po wejs ciu na podpore
t1 = TD1 - TR1
t - przegó
e bienie statku przed wejs ciem na
podpore
t = T D - TR
c) Wspoó
rze dne punktu podparcia w przypadku wes cia na kamien (podparcie pun-ktowe).
Dj = j1 - j
(zmiana kata przechyó
u)
Dt * Mj
xA = - ----------
(zaó
ozenie, ze obrot statku naste puje
R
wokoó
owre za)
Dj * M o
1
yA = - -----------
R
Warunki zejs cia statku z podpory
Statek zejdzie z podpory, bez pomocy, w wypadku kiedy zlikwiduje sie sió e reakcji, czyli:
R = 0
Nalezy tak zmienic stan zaó
adowania/zabalastowania aby w punkcie podparcia przestaó
a dziaó
ac
sió
a reakcji podpory.
_ _
Dt
Dt
DTA = DF = CB + x * tg j = DTS + x * ------
tg j = ------
Lpp
Lpp
skad:
Spi
Spi * xi
pi - cie zary przyje te lub zdje te
DTA = ------------- + x * ---------
w odlegó
os ci xi od owre z
100 * TPC
L * Mj
Uwaga: pierwszy czó
on zmienia zanurzenie na owre zu (s rednie), drugi zmienia zanurzenie o odcinek ED (czyli przyrost trymu) nad punktem podparcia.
Satecznos c awaryjna statku poziomego óadowania
Wymagania statecznos ci awaryjnej wg PRS obje te sa statki o L>170 m oraz statki/promy przewozace wie cej niz 12 pasazerow.
Statecznos c tych statkow w stanie awaryjnym mozna ocenic na podstawie ZG w stanie nieuszkodzonym.
Mozna przedstawic sprawe dwojako: a) obliczac ZG i sprawdzac , czy w sytuacjach awaryjnych statek speó
nia warunki st.awaryjnej, lub b) specjalnie przygotowane dokumenty pokazujace warianty stanow awaryjnych.
Na statkach poziomego ó
adowania nie ma czasu na obliczenia. Poza tym nalezy uwzgle dniac
wpó
yw trymu na statecznos c .
Wszelkie dotychczasowe rozwazania dotyczyó
y podziaó
u grodziowego ponizej pokó
adu
grodziowego i zalania pokó
adow ponizej linii wodnej. Problem pojawia sie gdy woda dostaje sie powyzej pokó
adu grodziowego (wolnej burty). Stad dotychczasowe przepisy nie obejmowaó y
(niezatapialnos c ) przestrzeni nad pokó
adem grodziowym.
Uwaga: grodzie wzdó
uzne, pozornie likwidujace wpó
yw swobodnej powierzchni cieczy, powoduja
zatapianie niesymetryczne. Moze dojs c do sytuacji, gdzie krzywa momentu przechylajacego nie znajdzie wspolnych punktow z krzywa ramion prostujacych.
PRS i IMO nie rozwaza wpó
ywu wolnej powierzchni na dwoch roznych poziomach.
Wymogi na okresy przejs ciowe sa zliberalizowane: zakres 7o , ramie o poó owe mniejsze.
Przebieg zatapiania przedziaó
ow i zmian charakterystyk statecznos ciowych statku podczas
zatapiania i w stanie koncowym mozna przes ledzic na wykresach podanych w przewodniku dla kapitana. Nie jest to dokument zatwierdzany przez PRS. Jest wykonywany na zlecenie armatora, dla doinformowania i uó
atwienia zycia kapitanowi.
W przewodniku dla kapitana opisany jest przebieg zatapiania przedziaó ow i podana jest ocena
statecznos ci statku dla kilku stanow zaó
adowania, ktore sa reprezentatywne i pokrywaja caó
y
zakres stano eksploatacyjnych lub przyje tych w informacji o statecznos ci.
Statecznos c awaryjna statko w poziomego óadowania.
Wymaganiami statecznos ci aawaryjnej wg PRS-u sa statki o LOA>170 m oraz statki przewozace wie cej niz 12 pasazerow.
Dokumentacja nazywana Przewodnikiem dla kapitana nie stanowi dokumentacji potwierdzanej przez PRS. Jest to dokument zamawiany przzez armatora celem umozliwienia kapitanowi statklu poziomego ó
adowania podje cie optymalnej decyzji w wypadku awarii w jak najkrotszym czasie. Z
uwagi na tempo rozprzestrzeniania sie awarii z reguó
y nie ma czasu na zmudne kalkulacje
skutkow zalania poszczegolnych przedziaó
ow.
W Przewodniku - dla statku tytpu B-488 - opracowane sa trzy indexy (typy) uszkodzen ze wzgle du na poionowe poó
ozenie otworu.
Index "A" - otwor znajduje sie ponizej pokó
adu grodziowego a poszycie powyzej otworu (w tym
pokó
ad grodziowy) jest nieuszkodzone. Na rysunku pokó
ad grodziowy oznaczony jest cyfra "2".
Przestrzen ó
adunkowa powyzej pokó
adu grodziowego podzielona jest na dwie cze s ci grodzia
poprzeczna usytuowana na wre gu Nr.95. Przy uszkodzeniu typu "A" woda nie wyste puje powyzej pokó
adu grodziowego.
Index "B" - zakres uszkodzen obejmuje obszar od pó
aszczyzny podstawowej do pokó
adu gornego
(w tym wypadku pokó
adu oznaczonego cyfra "3"). Zatapiana jest przestrzen ponizej pokó adu Nr.2
oraz powyzej tego pokó
adu - albo przed grodzia (cze s c dziobowa) albo za grodzia (cze s c rufowa).
Uwaga: w wypadku uszkodzenia powyzej pokó
adu "2" - z uwagi na maó
a odlegó
os c pionowa
mie dzy powierzchnia wody a pokó
adem grodziowym - otwor be dzie wchodzió
do wody pod przy
bardzo maó
ym kacie przechyó
u bocznego.
"Woda na pokó
adzie ó
adunkowym" - trzeci index, nie oznaczany zadna litera. Pokó
ad grodziowy i
poszycie burt ponizej tego pokó
adu pozostaja nieszkodzone. Woda dostaje sie badŚ do cze s ci
dziobowej badŚ rufowej pokó
adu Nr.2.
Tabele umieszczone ponizej sylwetki statku lokalizuja miejsce uszkodzenia burty w poziomie. W
zaleznos ci od miejsca (uwaga: zakó
ada sie gó
e bokos c przebicia uszkadajace wewne trzne i
zewne trzne poszycie zbiornikow bocznych wysokich !) przebicia tabela wymienia wszystkie pomieszczenia i zbiorniki, ktore zostana zalane cze s ciowo i caó
kowicie. W stopce tabeli podany
jest statecznos c koncowa statku (kat przechyó
u, GM, TD, TR i czas zalewania, przy zaó
ozeniu
otworu wielkos ci 1 m2).
Przy trzecim wariancie zalania korzysta sie gó
ownie z wykresow przebiegu awarii, na ktorych
mozna odczytac zmiany GM, zanurzen dziobu i rufy, odlegó
os ci mie dzy lustrem wody a swobodna
powierzchnia wewnatrz statku w funkcji kata przechyó
u.
Otwory, pod ktorymi nie podano zadnych danych dotyczacych stanu koncowego sa otworami krytycznymi i, jezeli nie uda sie zlikwidowac napó
ywu wody do wne trza statku - prowadzacymi do
utraty statecznos ci i zatopienia statku.