Водоизмещение судна – количество воды, вытесненной подводной частью корпуса Масса этого количества воды равна массе всего корабля, независимо от его размера, материала и формы. Измеряется в единицах объема (объемное Водоизмещение) или массы (массовое Водоизмещение).

Объемное Водоизмещение численно равняется объему подводной части корпуса судна ниже ватерлинии, включая выступающие части (рули, винты, кронштейны и т. п.), массовое Водоизмещение - массе всего судна и находящихся на нем грузов, включая судовые запасы, твердый и жидкий балласт.

Все коммерческие суда должны иметь на борту отметку под названием грузовая марка (также известна под названиями Load line, Plimsoll line).

Эта отметка определяет уровень, до которого судно может быть безопасно нагружено, то есть грузовую ватерлинию. При загрузке судна оно садится глубже в воду и отметка опускается ближе к поверхности воды.

Ватерлиния – линия соприкосновения спокойной поверхности воды с корпусом плавающего судна.

Различают следующие ватерлинии:

Конструктивная ватерлиния (КВЛ) - расчетная, определяемая для полной загрузки судна;

Грузовая ватерлиния - рассчитанная для заранее определенной нагрузки и условий плавания;

Действующая ватерлиния - текущая, при данной нагрузке и условиях.

Грузовая марка представляет собой круг с горизонтальной отметкой ватерлинии в центре (для плавания летом в океане при плотности воды 1,025 кг/м 3) и так называемой «гребенкой». Горизонтальные линии на «гребенке» - это сезонные марки, определяющие минимальную высоту надводного борта в различных условиях плавания. Грузовая марка наносится на обоих бортах судна, в миделевом сечении.

Обозначения над горизонтальными линиями расшифровываются так: Л (S) - летний надводный борт для морской воды; 3 (W) - зимний надводный борт для морской воды; Т (Т) - тропический надводный борт для морской воды; ЗСА (WNA) - зимний надводный борт для Северной Атлантики; П (F) - надводный борт для пресной воды; ТП (TF) - тропический надводный борт для пресной воды.

Мидель, миделевое сечение (от нидерл. middel, буквально - средний, середина) - наибольшее по площади поперечное сечение тела, движущегося в воде или воздухе.

1. Грузовая марка 2. Надводный борт 3. Летняя ватерлиния 4. Марки углублений 5. Осадка 6. Мидель, средняя часть судна

Марки углублений (марки осадки) – это вертикальные шкалы, наносимые на наружной обшивке обоих бортов судна в районе форштевня и ахтерштевня, а так же на мидель-шпангоуте. Марки углублений обозначают углубление судна - расстояние от действующей ватерлинии до нижней кромки горизонтального киля. Марки углублений делаются в метрической системе и отмечаются на борту судна, арабскими цифрами высотой 10 см, расположенными на такой же высоте друг от друга, при этом указывается каждый метр осадки. Так же марки углублений отмечаются в футах c высотой цифр 0,5 фута

Марки углубления ни в коем случае нельзя путать с грузовой маркой, так как они служат только для измерения фактической носовой и кормовой осадки на данный момент.

Крен и деферент.

Крен – положение судна, при котором плоскость его симметрии отклонена от вертикали к земной поверхности. Крен возникает при разворотах и др. манёврах. У судна постоянный (статический) крен возникает при несимметричной (относительно продольной вертикальной плоскости) загрузке, приёме балласта на один борт. Переменный (динамический) крен при воздействии переменных поперечных сил (например от волн во время бортовой качки судна).

Дифферент – угол отклонения корпуса судна от горизонтального положения в продольном направлении, разница осадок кормы и носа судна.

Как определяют осадки и дифферент судна. Марки углубления показывающие осадку судна. Для определения осадки и дифферента в носовой и кормовой частях на обоих бортах наносят марки углубления в дециметрах арабскими цифрами. Нижние кромки цифр соответствуют той осадке, которую они обозначают.

Если осадка кормой больше осадки носом, то судно имеет дифферент на корму и, наоборот, при осадке кормой меньше осадки носом – дифферент на нос. Дифферент имеет знак плюс (положительный), если дифферент на корму - то есть осадка носом меньше, чем осадка кормой. Дифферент имеет знак минус (отрицательный), если дифферент на нос - то есть осадка носом больше, чем осадка кормой. Дифферент равен нулю, если осадки носом и кормой равны, т.е. судно – на ровном киле.

При крене давление со стороны накрененного борта больше и судно стремится уклониться в сторону повышенного борта. Поэтому для удержания судна на курсе приходится перекладывать руль в сторону накрененного борта, что увеличивает силу сопротивления и соответственно уменьшает скорость хода.

При дифференте на нос устойчивость судна на курсе ухудшается, увеличивается рыскливость, уменьшается скорость. При большом дифференте на корму судно становится увальчивым, плохо держится на курсе и очень реагирует на ветер и волну Нормальным считается незначительный дифферент на корму, при котором обычно улучшается поворотливость и ходкость судна.

Газовозы

Газовозы предназначены для перевозки сжиженных природных и нефтяных газов.

Перевозимые морем газы разделяются на природный (метан) и нефтяные (бутан, пропан и др.). Природный газ - один из важнейших источников энергетического сырья. Нефтяные газы в основном используются в качестве сырья для химической промышленности.

Перевозки газа на судах целесообразны лишь в сжиженном виде, когда объем природного газа уменьшается более чем в 600 раз, а нефтяных - в 200-300 раз. Природный газ сжижается при очень низкой температуре (около минус 162°С), поэтому его перевозка должна осуществляться в условиях глубокого охлаждения. Суда для перевозки сжиженного природного газа (LNG- liquefied natural gas) называются газовозами LNG.

Нефтяные газы переводятся в сжиженное состояние путем повышения давления примерно до 18 кг/см 2 (для пропана) или его охлаждением до минус 48°С при атмосферном давлении; либо комбинацией двух способов. Суда для перевозки сжиженного нефтяного газа (LРG- Liquefied petroleum gas) называются газовозами LРG.

Для перевозки малых партий нефтяных газов обычно используют газовозы, оборудованные вкладными цистернами под давлением. В настоящее такие газовозы практически не строят, а используются суда с комбинированным способом сохранения транспортируемого нефтяного газа в сжиженном состоянии, т. е. суда с цистернами, рассчитанными на несколько увеличенное давление (по сравнению с атмосферным) с одновременным охлаждением.

Перевозка природного газа при низкой температуре предъявляет особые требования к конструктивному оформлению грузовых помещений и к применяемым для их изготовления материалам. В настоящее время широкое практическое применение нашли две систем грузовых танков для прервозки природного газа.

1. Система вкладных сферических танков, изготовляемых из алюминиевых сплавов с наружной изоляцией из пенополиуретана.

2. Система со встроенными мембранными танками, в которой внутренняя обшивка танка представляет со­бой тонкую (0,5-1,2 мм) мембрану, наложенную на слой изоляции, закрепляемой на бортах, втором дне и палубе судна. В качестве изоляции используется пенополиуретан, стекловата. Применение мембранных систем позволяет снизить расход металла, и увеличить полезное использование объема судна. Однако мембранные танки чрезвычайно сложны в изготовлении.

Для выполнения грузовых операций газовозы оборудуют грузовой системой, состоящей из насосов, компрессоров, трубопроводов и промежуточной цистерны. Так как в грузовые цистерны принимать водяной балласт запрещается, на газовозах оборудуют балластные цистерны (в двойном дне или по бортам).

Транспортировка сжиженных газов связана с повышенной взрывоопасностью груза. Во избежание образования взрывоопасных газо-воздушных смесей на газовозах предусмотрена надежная вентиляция компрессорных отделений, располагаемых в носу, и сигнализация об образовании опасных концентраций газа. Для тушения пожаров обычно применяют углекислотную систему.

В качестве энергетических установок на газовозах LNG используют главным образом паротурбинные установки, работающие как на нефтяном топливе, так и на смеси его с испаряющимся газом.

Химовозы

Химовоз – это наливное судно для перевозки жидких и расплавленных химических веществ (за исключением сжиженных газов), опасных для людей и окружающей среды.

Суда-химовозы перевозят свыше 500 различных жидких продуктов нефтехимии, растительные, рыбные и животные жиры, производные углеводов, а также органические и неорганические кислоты. Большинство грузов перевозится в танках из малоуглеродистой стали с различными покрытиями: силикат цинка, эпоксидные и фенольные смолы, полиуретан и другие виды резины. Для перевозки продуктов, вызывающих коррозию малоуглеродистой стали или требующих сохранения особой чистоты продукта, используют дорогостоящие танки из нержавеющей стали.

В соответствии с потенциальной опасностью суда для перевозки химических грузов, подразделяются на три типа.

Суда типа 1 предназначены для перевозки продуктов, представляющих очень большую опасность для окружающей среды и человека (например, хлоросульфоновая кислота НSO3Cl) и требующих максимальных мер для предотвращения утечки груза.

Суда типа 2 перевозят грузы, занимающие промежуточное положение между агрессивными жидкостями и веществами, близкими к обычным нефтепродуктам (азотная кислота).

Суда типа 3 предназначаются для перевозки грузов, по своим свойствам лишь незначительно отличающихся от обычных нефтепродуктов (уксусная кислота)

Правила ИМО (Международная морская организация или ИМО International Maritime Organization) допускают применение грузовых емкостей двух типов:

1. Вкладных, оболочка которых не входит в состав корпусных конструкций.

2. Встроенных, являющихся частью корпуса судна.

Для коррозионно-агрессивных, токсичных и реагирующих с водой грузов рекомендуются вкладные емкости, а применение встроенных танков допускается при условии, что они отделены от наружной обшивки коффердамами или пустыми танками. На большинстве судов применяется второе решение. На химовозах типа I обычно применяются вкладные танки, типа II - встроенные плакированные, а типа III - обычные.

Многие, кто внимательно рассматривал борт судна, обращали внимание на цифры, надписи и сокращения, линии нанесённые на него. Для чего они нужны я постараюсь вкратце рассказать.
Все надписи можно разбить на грузовые марки и марки углубления. Положения о грузовой марке разработаны на основе Международной конвенции о грузовой марке 1966 года, когда все марки были стандартизированы и приняты единые правила. Данное положение применяется к каждому судну, которому назначен минимальный надводный борт.
Надводный борт – расстояние, измеренное по вертикали у борта на середине длины судна от верхней кромки палубной линии до верхней кромки соответствующей грузовой марки. Назначенный судну надводный борт фиксируется путем нанесения на каждом борту судна отметки палубной линии, знака грузовой марки и марок углубления. Грузовая марка, соответствующая сезону, не должна быть погружена в воду на протяжении всего периода от момента выхода из порта до прихода в следующий порт.
Если говорить о британском флоте и «Титанике», то здесь принято называть грузовую марку как «диск Плимсоля». Такое название вполне можно считать оправданным, если вспомнить, что впервые узаконить ее предложил их соотечественник — Самуэль Плимсоль. Его идея, предотвратившая гибель сотен тысяч человеческих жизней на море, была проста — кисть и ведро с краской положили конец перегрузке судов, которая практиковалась судовладельцами на протяжении многих столетий.

Посмотрите на мою схему. Это круг и фигура, напоминающая гребенку. Через центр круга проведена горизонтальная линия, продолжение которой на «гребенке» обозначено буквой S (летняя марка). Это так называемая основная марка. При плавании зимой суда часто встречают штормовую погоду. Для безопасного плавания и успешной борьбы со штормом судно не должно быть перегружено, и, следовательно, зимой нужно брать меньше груза, чем летом, и иметь меньшую осадку и больший надводный борт, то есть больший запас плавучести. Это учтено на грузовой марке под основной буквой W (зимняя марка).
Как правило, грузовая марка наносится в виде полос на борт судна на мидель-шпангоут с каждого борта и красится в цвет, отличный от цвета надводной части корпуса. Марки для пассажирских и парусных судов имеют упрощенный рисунок в отличии от грузовых. В них нет шкалы для зимней марки Северной Атлантики или тропиков и др.
На каждом судне хранится свидетельство на надводный борт, и если осадка больше, чем это допускается грузовой маркой, то его капитан не имеет права выйти в море. В случае перегрузки портовая администрация, ответственная за выход судна в рейс, вправе потребовать удаления лишнего груза и даже задержать судно в порту.

Грузовые марки не стоит путать с марками углубления, так как они служат только для измерения фактической носовой и кормовой осадки на данный момент.О них далее и поговорим.
Для того чтобы можно было определить осадку судна в любое время, на форштевне и ахтерштевне, а сейчас и в средней части судна наносят марки углублений. Пользуясь этими марками, можно ориентироваться при определении дифферента и состояния судна при погрузке и разгрузке. Марки углублений используют также при заходе в порты с малой глубиной. В этом случае часто приходится разгружать суда на рейде, пока судно не получит допустимую осадку. Марки углублений вырезают из листовой стали и приваривают или накернивают на корпус судна. Они выделяются на фоне корпуса особой окраской и поэтому хорошо видны.

Посадкой наз. положение судна относительно спокойной поверхности воды. В общем случае посадка судна определяется параметрами, фиксирующими положение судна относительно поверхности воды или положение ватерлинии относительно судна.

Рис.5 Посадка судна.

Если диаметральная плоскость наклонена на некоторый угол к вертикальной плоскости, то таким параметром будет угол θ, который наз. углом крена (Рис.5 а); если плоскость мидель – шпангоута наклонена на некоторый угол по отношению к вертикальной плоскости, то таким параметром будет угол ψ, называемый углом дифферента (Рис.5 б).

Посадку судна в общем случае определяют три параметра:

D – средняя осадка (осадка на миделе), м;

D f – дифферент (разность осадок носом и кормой D f = d н – d к), м;

-θ – угол крена – (наклонение судна в плоскости мидель – шпангоута), град.;

Угол дифферента связан с дифферентом D f:

tg ψ = (d н – d к) /L = D f /L

При принятой системе координат положительным считается дифферент на нос (ψ > 0), а угол крена на правый борт (θ> 0) .

Возможны следующие случаи посадки:

А . Судно плавает прямо и прямо на ровный киль (θ = 0, ψ = 0). В этом случае посадка характеризуется только одним параметром – средней осадкой d .

Б. Судно плавает прямо, но с дифферентом (θ = 0, ψ ≠ 0). В этом случае посадка характеризуется двумя параметрами в одном из следующих сочетаний:

Средней осадкой d и углом дифферента ψ ;

Средней осадкой d и дифферентом D f ;

Осадками носом d н и кормой d к , измеряемые соответственно на носовом и кормовом перпендикулярах.

Названные выше параметры связаны между собой следующими зависимостями:ψ ○ = 57 0 ,3(d н – d к / L) ; d = (d н + d к) /2

В. Судно плавает на ровный киль, но с креном (ψ = 0, θ ≠ 0) . В этом случае посадка характеризуется двумя параметрами – средней осадкой d и углом крена θ .

Г. Общий случай посадки(судно плавает с креном и дифферентом). Посадка характеризуется тремя параметрами в одном из следующих сочетаний:

d , ψ иθ ; d н, d к иθ ; d , D f иθ.

Для контроля за осадкой судна при изменении его нагрузки, а также для определения его дифферента используют марки углубления . Марки углубления наносят на обоих бортах судна в носу и на корме, а также в районе мидель – шпангоута. Высота цифр, измеренная по нормам к ОП, равна 1дм (100 мм), расстояние между ними также 10 см, или соответственно 50 мм и 50 мм; при нанесении марок углублений в футах высота цифр и интервал между ними принимают равными 0,5 футам (6 дюймам). Метрические марки наносятся арабскими цифрами, футовые – римскими (Рис.6)

Рис. 6 Марки углублений (осадок).

По маркам углубления замеряют габаритную осадку т. к. нижняя кромка каждой цифры показывает расстояние по вертикали до нижней кромки горизонтального киля. Кроме того, марки углубления не обязательно располагают на носовом и кормовом перпендикулярах судна.

Судовая документация, служащая для оценки мореходных качеств судна рассчитывается и строится для осадок, отсчитываемых на перпендикулярах от ОП судна. Поэтому для их получения необходимо значения осадок снятые с марок углублений исправить с помощью специальной шкалы (Рис. 7).

При отсутствии указанной шкалы осадки на перпендикулярах определяются по формулам:

d н = d нм ± δ нм + (L/2 - ℓ 1) ψ ;d к = d км ± δ км - (L/2 - ℓ 2) ψ , где: δ нм иδ км – отстояние от основной плоскости нижней кромки киля в плоскостях носовых и кормовых марок углубления (знак «+», когда кромка проходит ниже ОП, знак « - » - выше ОП), ℓ 1 и ℓ 2 – отстояние носовых и кормовых марок углубления от плоскости мидель – шпангоута.

На некоторых судах для определения осадок устанавливаются осадкомеры, показания от которых автоматически передаются на мостик.

Рис. 7 Шкала, связывающая осадки на перпендикулярах с осадками на марках углубления т/х «А. Сафонцев».

Вопросы для самоконтроля:

1. Какие параметры определяют посадку судна?

2. Какие случаи посадки характерные для судов?

3. Для чего, где и как наносятся марки углубления?

4. Имеется ли разница между осадками снятыми по маркам углубления и осадок рассчитываемых в судовой документации и в чем она заключается?

На грузовых судах определение и расчет осадки требуются для различных целей. Например, для определения массы погруженного или выгруженного груза, для придания судну заданного дифферента и т.д. Осадка судна измеряется на носовой, кормовой и средней марках углубления.

Марки углубления это приваренные на обоих бортах оконечностей корпуса судна и в районе миделя цифры и горизонтальные линии. Осадка судна в районе нанесения марки, равняется вертикальному расстоянию от нижней кромки цифры до нижней кромки киля. В повседневной работе для измерения осадки применяется термин «снять осадки», т.е. определить осадки судна по маркам углубления либо определить осадку путем измерения высоты надводного борта.

Марки углубления окрашиваются в белый цвет на темном фоне или в темный цвет на светлом фоне.

Маркировка марок углубления может выполняться:

В метрической системе (арабские цифры) осадка измеряется в метрах – при этом высота цифр и расстояние между ними (по перпендикуляру к основной плоскости) составляет 100 мм.

В английской системе (римские цифры) осадка измеряется в футах (1 фут = 0,3048 м. В одном футе 12 дюймов, 1 дюйм = 2,54 см). При этом высота цифр и расстояние между цифрами (по перпендикуляру к основной плоскости) составляет 0,5 фута (6 дюймов).

Если на судне используются обе системы, то с левого борта марки углубления наносятся римскими цифрами, а с правого борта арабскими цифрами.

Необходимо заметить, что от точности снятия осадок, зависит точность связанных с ними вычислений. Поэтому судоводители должны учиться снимать осадки при разных неблагоприятных условиях: слабая освещенность, волнение, снег, лед, плохая различимость марок из-за большого угла наблюдения или плохой окраски марок.

Кроме этого необходимо приобретать навыки измерения высоты надводного борта в местах расположения марок углубления. По измеренной высоте надводного борта также вычисляют осадку судна в месте измерения.

Пример снятия осадок на английской и метрической марках углубления показан на рисунке 1.

Английская система Метрическая система

Рис. 1: Измерение осадки по маркам углубления

Форма оконечностей корпуса судна не всегда позволяет нанести марки углубления на носовом и кормовом перпендикулярах. Поэтому, для удобства снятия осадок, их наносят на некотором расстоянии от соответствующего перпендикуляра.

Носовая марка наносится либо на носовом перпендикуляре, либо в корму от него.

Кормовая и средняя марки углубления могут быть нанесены как в нос, так и в корму от соответствующего перпендикуляра.

Иногда часть марки углубления наносится на перпендикуляре, а другая ее часть на некотором расстоянии от него.

На рисунке 2 приведен пример схемы расположения марок углубления относительно носового и кормового перпендикуляров и миделя судна. Обычно на судовых схемах указывается расстояние между маркой углубления и соответствующим перпендикуляром. Так как во всех расчетах, связанных с определением посадки судна и определением массы груза по осадкам, используют осадки на перпендикулярах, то осадки, снятые на марках углубления, необходимо исправить соответствующими поправками, для того чтобы они соответствовали осадкам на перпендикулярах. Исправить осадки, снятые на марках углубления, значит «привести» их на соответствующие перпендикуляры. Для этого пользуются формулами, которые приведены в статье «Приведение осадок на перпендикуляры».

Рис. 2: Пример схемы расположения марок углубления.

Обозначения, используемые на рисунке 2:

КВЛ – Конструктивная ватерлиния, соответствующая осадке судна по летнюю грузовую марку.

lн – Отстояние носовой марки углубления от носового перпендикуляра.

lср – Отстояние средней марки углубления от миделя.

lкр – Отстояние кормовой марки углубления от кормового перпендикуляра.

Ватерлиния, нанесённая на корпус корабля (чёрным)

Ватерли́ния (англ. waterline ) - линия соприкосновения спокойной поверхности воды с корпусом плавающего судна . Также - в теории корабля элемент теоретического чертежа: сечение корпуса горизонтальной плоскостью.

Различают следующие ватерлинии:

Действующая ватерлиния определяется формой судна, его средней плотностью, а также степенью волнения воды в данном бассейне. Площадь ватерлинии используется для вычисления коэффициента полноты корпуса. Форма площади ватерлинии, точнее её момент инерции , является фактором, определяющим устойчивость формы . Очевидно, в зависимости от условий нагрузки, крена и дифферента форма площади ватерлинии, а с ней и устойчивость, могут меняться.

Длина по ватерлинии служит характерным линейным размером в определении числа Фруда для водоизмещающих судов и, соответственно, их теоретической скорости.

Грузовая марка

Грузовая марка (Plimsoll line)

Все коммерческие суда должны иметь на борту отметку под названием грузовая марка (также известна под названиями англ. Load line,Plimsoll line ).

До того, как эта отметка стала обязательной (первый прецедент в новой истории - британский закон о грузовой марке 1890 г., по которому минимально допустимая высота надводного борта устанавливалась не судовладельцем, а государственным органом), было потеряно много судов. Основная причина - перегрузка, обусловленная стремлением в получении дополнительной прибыли от перевозки , которая усугублялась разницей в плотности воды - в зависимости от её температуры и солёности осадка судна может существенно меняться.

Грузовая марка - это специально наносимая на мидель судна отметка, по которой суперкарго (лицо, ответственное за погрузку, доставку и разгрузку груза) определяет уровень, до которого судно может быть безопасно нагружено, то есть грузовую ватерлинию . При загрузке судна оно садится глубже в воду и отметка опускается ближе к поверхности воды.

В 1870-х годах британским политиком Сэмюэлем Плимсолем была предложена система универсальной маркировки судов, которая позволила определять максимальную загрузку корабля в зависимости от времени года и региона.

Таблица соответствия осадки судна его загрузке и риске грузовой марки

Буквы на грузовой марке означают:

Примечания

Литература

Ватерлиния:

• // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). - СПб. , 1890-1907.
• Суворов Н. С., Иванов В. П., Фёдоров В. П. Современные боевые корабли. - ДОСААФ СССР, 1978. - 285 с.
• Фрид Е. Г. Устройство судна. - Л. : Судостроение, 1989. - 344 с. - 25 000 экз. -