Ροπές ελεύθερων επιφανειών και διορθωμένο GM
1Το μάθημα με απλά λόγια
Κάθε μερικώς γεμάτη δεξαμενή μειώνει το GM. Άθροισε τις ροπές ελεύθερων επιφανειών, διαίρεσε με Δ και χρησιμοποίησε διορθωμένο GM στους ελέγχους αρχικής ευστάθειας.
Στο πλοίο
Ξέρεις την αρχή από την ευστάθεια σκαφών αναψυχής: σε μερικώς γεμάτη δεξαμενή, το υγρό μετακινείται στη βυθισμένη πλευρά και επιδρά σαν ανύψωση του G. Στο πλοίο το υπολογίζεις αριθμητικά. Η ροπή ελεύθερης επιφάνειας, FSM, κάθε δεξαμενής δίνεται στους πίνακές της. Η διόρθωση ελεύθερων επιφανειών είναι FSC = ΣFSM ÷ Δ, σε μέτρα, και διορθωμένο GM = μη διορθωμένο GM − FSC.
Η FSM
FSM = i × ρ, σε t·m, όπου i η εγκάρσια ροπή αδράνειας της επιφάνειας του υγρού σε m⁴ και ρ η πυκνότητά του σε t/m³. Για ορθογώνια επιφάνεια, i = l × b³ ÷ 12, με l διαμήκες μήκος και b εγκάρσιο πλάτος. Οι πίνακες δίνουν i ή FSM σε συγκεκριμένη πυκνότητα. Για άλλο υγρό, προσάρμοσε με τον λόγο πυκνοτήτων.
Υποδιαίρεση
Στεγανή διαμήκης υποδιαίρεση σε n ίσα μέρη διαιρεί τη συνολική i με n². Αν και τα δύο μισά είναι μερικώς γεμάτα, δίνουν το ένα τέταρτο. Το ένα δίνει το ένα όγδοο. Γι' αυτό τα διπύθμενα χωρίζονται αριστερά και δεξιά. Σε ορθογώνια δεξαμενή με κατακόρυφα τοιχώματα, όσο η επιφάνεια καλύπτει ολόκληρο το μήκος και πλάτος, η FSM δεν εξαρτάται από την ποσότητα υγρού. Το ύψος της δεξαμενής στο πλοίο δεν επηρεάζει την FSM.
Τι συνυπολογίζεις
Κατά τον Διεθνή Κώδικα Ευστάθειας σε Άθικτη Κατάσταση (Κώδικα IS), Μέρος B 3.1, διόρθωσε δεξαμενές με πλήρωση κάτω από 98%. Οι ονομαστικά πλήρεις δεξαμενές φορτίου χρειάζονται επίσης διόρθωση: ακολούθησε το εγκεκριμένο εγχειρίδιο ευστάθειας. Για κάθε αναλώσιμο υγρό, όπως καύσιμα ή γλυκό νερό, συμπερίλαβε τουλάχιστον το εγκάρσιο ζεύγος ή την κεντρική δεξαμενή με τη μεγαλύτερη επίδραση ελεύθερης επιφάνειας. Παράλειψε μικρές δεξαμενές μόνο όπου το επιτρέπει το εγχειρίδιο βάσει 3.1.12. Μην κρίνεις μόνο από την FSM σε όρθια θέση.
Καλή πρακτική
Κράτησε ελάχιστες μερικώς γεμάτες δεξαμενές και χειρίσου μία κάθε φορά. Για σταθερές στάθμες, χρησιμοποίησε την πραγματική πλήρωση. Για μεταβαλλόμενες, χρησιμοποίησε τη μεγαλύτερη διόρθωση στο σχεδιασμένο εύρος, εκτός αν το εγκεκριμένο εγχειρίδιο επιτρέπει τιμές ανά στάδιο. Οι εργασίες έρματος πρέπει να καλύπτουν το δυσμενέστερο ενδιάμεσο στάδιο.
2Βήμα βήμα
Λυμένο παράδειγμα: διορθωμένο GM από πίνακες δεξαμενών
- 1
Δεδομένα: Δ 15.000 t, KM 8,40 m, KG χωρίς διόρθωση ελεύθερων επιφανειών 7,70 m, δύο μερικώς γεμάτες δεξαμενές.
Μη διορθωμένο GM = 8,40 − 7,70 = 0,70 m.
- 2
Πίνακας δεξαμενής έρματος: i = 1.250 m⁴. FSM = 1.250 × 1,025 = 1.281 t·m.
Χρησιμοποίησε τη δοσμένη ροπή αδράνειας και πυκνότητα έρματος 1,025 t/m³.
- 3
Πίνακας δεξαμενής καυσίμου: FSM = 900 t·m σε πυκνότητα 0,90 t/m³. Σε 0,95 t/m³, χρησιμοποίησε 900 × 0,95 ÷ 0,90 = 950 t·m.
Η δοσμένη τιμή χρειάζεται προσαρμογή με τον λόγο πυκνοτήτων.
- 4
FSC = (1.281 + 950) ÷ 15.000 = 0,149 m.
Συνολική FSM διαιρεμένη με το εκτόπισμα.
- 5
Διορθωμένο GM = 0,70 − 0,149 = 0,55 m.
Χρησιμοποίησε 0,55 m για αρχική ευστάθεια και υπολογισμούς μόνιμης κλίσης μικρών γωνιών.
- 6
Αν η ορθογώνια δεξαμενή έρματος υποδιαιρεθεί στεγανά κατά μήκος σε ίσα μισά, με τα δύο μερικώς γεμάτα προκύπτει συνολικά 1.281 ÷ 4 = 320 t·m.
Κανόνας n²: με τη δεξαμενή καυσίμου ακόμη μερικώς γεμάτη, η FSC μειώνεται σε 0,085 m.
3Βασικά στοιχεία
- Ροπή ελεύθερης επιφάνειας
- FSM (t·m) = i × ρ
- Ορθογώνια επιφάνεια
- i = l × b³ ÷ 12 (m⁴)
- Διόρθωση ελεύθερων επιφανειών
- FSC (m) = ΣFSM ÷ Δ
- Ενεργό GM
- Διορθωμένο GM = μη διορθωμένο GM − FSC
- n ίσα διαμερίσματα
- Συνολική i ÷ n². Μερική πλήρωση και στα δύο μισά: ¼, στο ένα: ⅛
- Πότε συνυπολογίζεται (φορτίο: κατά το εγχειρίδιο)
- Δεξαμενές που δεν προορίζονται για φορτίο, χωρίς εγκεκριμένη εξαίρεση: κάτω από 98%
4Βασικά σημεία
- 1
FSM = i × ρ. Για ορθογώνιο, i = l × b³ ÷ 12.
- 2
FSC = ΣFSM ÷ Δ και διορθωμένο GM = μη διορθωμένο GM − FSC.
- 3
Διαμήκης υποδιαίρεση σε n ίσα μέρη διαιρεί τη συνολική FSM με n², με όλα τα μέρη μερικώς γεμάτα.
- 4
Δεξαμενές μη φορτίου, χωρίς εγκεκριμένη εξαίρεση: κάτω από 98%. Φορτίο: δες εγχειρίδιο. Αναλώσιμα υγρά: δεξαμενές με τη μέγιστη επίδραση ελεύθερης επιφάνειας.
- 5
Κράτησε λίγες μερικώς γεμάτες δεξαμενές και χειρίσου μία κάθε φορά.
5Συχνά λάθη
Λάθος: Μια σχεδόν άδεια δεξαμενή έχει μικρή επίδραση ελεύθερης επιφάνειας.
Σωστό: Σε ορθογώνια δεξαμενή με κατακόρυφα τοιχώματα, όσο η επιφάνεια καλύπτει ολόκληρο μήκος και πλάτος, η FSM παραμένει σταθερή για σταθερή πυκνότητα.
Λάθος: Χρησιμοποίησε την πυκνότητα θαλασσινού νερού σε κάθε δεξαμενή.
Σωστό: Χρησιμοποίησε την πυκνότητα του υγρού της δεξαμενής, όπως καυσίμου περίπου 0,95 t/m³.
Λάθος: Διαίρεσε τη ΣFSM με το βάρος άφορτου πλοίου.
Σωστό: Διαίρεσε με το εκτόπισμα της κατάστασης που ελέγχεις.
6Πρακτικό σενάριο και κλειδιά εξετάσεων
Στο λιμάνι, το μη διορθωμένο GM είναι 0,40 m σε Δ 12.000 t. Σχεδιάζεις να διατηρήσεις ορθογώνια δεξαμενή θαλασσινού έρματος 20 m × 12 m μερικώς γεμάτη κατά τις εργασίες φορτίου. Πόσο GM χάνεις και τι προτείνεις;
Δες την απάντηση
FSM = 20 × 12³ ÷ 12 × 1,025 = 2.952 t·m. FSC = 2.952 ÷ 12.000 = 0,246 m. Το διορθωμένο GM είναι 0,154 m. Κράτησε τη δεξαμενή πλήρη ή κενή κατά το εγκεκριμένο σχέδιο. Αν ήδη έχει στεγανή διαμήκη υποδιαίρεση, ένα μερικώς γεμάτο μισό δίνει 369 t·m (ένα όγδοο). Τα δύο μερικώς γεμάτα μισά δίνουν συνολικά 738 t·m (ένα τέταρτο). Συνυπολόγισε κάθε άλλη μερικώς γεμάτη δεξαμενή και επανέλεγξε ολόκληρη την κατάσταση πριν τις εργασίες φορτίου.
Κλειδιά εξετάσεων
- FSM = l b³ ρ ÷ 12 για ορθογώνια δεξαμενή, σε t·m.
- FSC = ΣFSM ÷ Δ. Διορθωμένο GM = μη διορθωμένο GM − FSC.
- Διαμήκης υποδιαίρεση σε n ίσα μέρη: συνολική FSM ÷ n² όταν όλα τα μέρη είναι μερικώς γεμάτα.
- Δεξαμενές που δεν προορίζονται για φορτίο, χωρίς εγκεκριμένη εξαίρεση: συνυπολόγισε κάτω από 98%. Ονομαστικά πλήρεις δεξαμενές φορτίου χρειάζονται επίσης διόρθωση: ακολούθησε το εγχειρίδιο. Συμπερίλαβε τις δεξαμενές αναλώσιμων υγρών με τη μεγαλύτερη επίδραση ελεύθερης επιφάνειας.
Ολοκλήρωσε αυτή την υποενότητα
Όταν τη διαβάσεις, απάντησε σε τρεις ερωτήσεις. Με τρεις σωστές απαντήσεις ολοκληρώνεις την υποενότητα. Δεν αρκεί να ανοίξεις μόνο τη σελίδα.
Οι σημειώσεις μου για αυτή την υποενότητα
Καμία σημείωση