ФАКУЛЬТЕТ СУДОВОЖДЕНИЯ И ЭНЕРГЕТИКИ СУДОВ
DEPARTMENT OF SHIP NAVIGATION AND POWERING
Проф. Е.В. НИКИТИН
Prof. Yevgeniy V. NIKITIN, Sc.&Tch.D.
ОПТИМИЗАЦИЯ ГРУЗОВОГО ПЛАНА СУДНА
ПО ПАРАМЕТРАМ ПОСАДКИ И ОСТОЙЧИВОСТИ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ «СУДОВОЖДЕНИЕ»
CARGO PLAN OPTIMIZATION FOR THE SHIP STABILITY
AND TRIM
METHODICAL RECOMMENDATIONS
TO FINAL WORK PERFORMANCE
FOR STUDENTS OF CURRICULUM “NAVIGATION”
Севастополь
2019
-2ББК 39.425.5
Н 624
УДК 629.12:532
Никитин Е.В. Оптимизация грузового плана судна по параметрам посадки и остойчивости / Методические указания // На русском и английском языках. – Севастополь:
Академия ВМС им. П.С. Нахимова, 2019. –40 с.
Методические указания предназначены для студентов старших курсов, обучающихся по специальности «Судовождение». Они написаны для того. чтобы помочь выполнить итоговую контрольную работу по дисциплине «Управление мореходными качествами судна», изучаемую студентами 4-го курса на английском языке. Указания содержат персональные задания (варианты), расчетные формулы, таблицы, международные требования (ИМО) к остойчивости судов, а также другие материалы, необходимые
для самостоятельного успешного выполнения контрольной работы. Рассмотрен также
конкретный расчетный пример ее выполнения.
Текст методических указаний написан одновременно на двух языках: русском и
английском, что способствует не только овладению необходимыми навыками ручного
расчета посадки и остойчивости судна, но и углублению своих знаний в английском
языке.
Методические указания рассмотрены и одобрены Ученым советом Академии
военно-морских сил им. П.С. Нахимова и допущены к изданию (протокол №7/245, 16
октября 2010 г.).
Табл. 6, рис. 7, библ. 14.
Рецензенты: В.В. Капустин, д.т.н., профессор, Севастопольский национальный
технический университет.
В.Н. Казаренко, к.т.н., доцент, Академия военно-морских сил им.П.С. Нахимова.
© Академия военно-морских сил им. П.С. Нахимова, 2010
-3ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ (INTRODUCTION)
СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЕМ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
(CONTENT AND VOLUME OF THE FINAL WORK)
2.
ЦЕЛЬ И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ (GOAL
AND MAIN TASKS OF THE FINAL WORK)
2.1. Исходные данные (Original data)
2.2. Цель контрольной работы (The final work goal)
2.3. Основные задачи КР (Main Tasks of the Final Work)
3.
ВЫБОР ВАРИАНТА ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
(DETERMINATION OF THE FINAL WORK VARIANT)
4.
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ (PROCEDURE OF THE FINAL WORK PERFOMANCE)
4.1. Выбор возможного варианта размещения грузов (Choice of possible version
of the weights’ loading.)
4.2. Оценка весового водоизмещения и координат ЦТ судна (Calculating displacement and coordinates of the gravity centre)
4.3. Оценка элементов погруженного объема судна (Determining of the ship hydrostatic parameters)
4.4. Расчет метацентрических высот судна (Metacentric heights assessment)
4.5. Оценка посадки судна (Heel and trim calculation)
4.6. Расчет и построение диаграммы статической остойчивости (Static Stability
Curve calculation and design)
4.7. Расчет и построение диаграммы динамической остойчивости (Calculation
and design of the Dynamic Stability Curve)
4.8. Оценка критерия погоды (The weather criterion calculation)
4.9. Cравнение показателей остойчивости судна со стандартами ИМО и Регистра (The IMO and Register standards comparison to the real numbers of the
ship stability)
4.10. Выбор другого варианта размещения дополнительных грузов. (Choice of the
another possible loading version)
4.11 Выбор наиболее оптимального варианта приема грузов (Selecting the best
loading version of the ship)
5.
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
(PERFORMANCE EXAMPLE OF THE FINAL WORK)
4
1.
APPENDIX 1. ГИДРОСТАТИЧЕСКИЕ ТАБЛИЦЫ (HYDROSTSTATIC DATA)
APPENDIX 2. ИНТЕРПОЛЯЦИОННЫЕ КРИВЫЕ -- ПАНТОКАРЕНЫ
(CROSS CURVES OF STABILITY)
APPENDIX 3. ТРЕБОВАНИЯ ИМО К ОСТОЙЧИВОСТИ СУДОВ (SHIP
STABILITY REQUIREMENTS OF IMO)
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК (REFERENCE)
5
6
6
7
7
9
9
9
9
10
10
10
11
11
12
17
17
18
17
27
30
32
39
-4-
ВВЕДЕНИЕ
Оценка и контроль остойчивости судна в условиях эксплуатации является важнейшим элементом профессиональной подготовки командного состава судов и специалистов направления «Судовождение». Поэтому в дисциплине «Управление мореходными качествами судна» предусмотрено выполнение итоговой контрольной работы,
целью которой является закрепление теоретических знаний и практических навыков в
этой области.
Методические указания составлены таким образом, чтобы обучающийся мог самостоятельно, без использования дополнительной литературы и документации, выполнить контрольную работу и приобрести необходимые навыки расчетов (вручную) посадки и остойчивости судна при размещении грузов. Поэтому они содержат международные требования к остойчивости судов, а также все необходимые пояснения, расчетные формулы, таблицы и необходимую информацию о судне, включая гидростатические таблицы и интерполяционные кривые. Рассмотрен также конкретный расчетный
пример выполнения контрольной работы.
Методические указания кроме общепринятых подходов и методов расчета посадки и остойчивости судна содержат оригинальные разработки автора. В частности,
наряду с традиционной, изложена методика оценки критерия погоды судна по диаграмме динамической остойчивости (ДДО), что позволяет существенно упростить процедуру и избавить исполнителя от кропотливой работы по оценке площадей сегментов
на диаграмме статической остойчивости (ДСО).
Текст методических указаний написан одновременно на двух языках: русском
и английском, что способствует не только приобретению профессиональных навыков
оценки и расчета (вручную) посадки и остойчивости судна, но и углублению своих
знаний в английском языке.
Учитывая вышеизложенное, автор надеется, что методические указания будут
полезны не только студентам морских специальностей, но и всем практикующим профессионалам и морякам, желающим самостоятельно научиться расчетам посадки и
остойчивости судна при размещении грузов.
-51. СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЕМ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
(CONTENT AND VOLUME OF THE FINAL WORK)
Контрольная работа оформляется в
виде пояснительной записки объемом 1520 страниц и должна включать следующие
разделы:
ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ
ЛИСТ ЗАДАНИЯ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПОСАДКИ И ОСТОЙЧИВОСТИ СУДНА ДЛЯ
ПЕРВОГО ВОЗМОЖНОГО ВАРИАНТА
РАЗМЕЩЕНИЯ ГРУЗОВ:
 оценка весового водоизмещения и координат ЦТ судна;
 оценка элементов погруженного объема судна по гидростатическим кривым;
 расчет метацентрических высот судна;
 расчет исправленной метацентрической высоты и аппликаты ЦТ судна с учетом свободных поверхностей жидкости;
 оценка посадки судна (углов крена,
дифферента, осадок носом и кормой);
 расчет и построение диаграммы статической остойчивости;
 расчет и построение диаграмм динамической остойчивости;
 определение критерия погоды судна;
 расчет площадей диаграммы статической остойчивости для углов крена 0-300,
0-400 и 300-400.
2.РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПОСАДКИ И ОСТОЙЧИВОСТИ СУДНА ДЛЯ
ВТОРОГО ВОЗМОЖНОГО ВАРИАНТА
РАЗМЕЩЕНИЯ ГРУЗОВ.
3.РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПОСАДКИ И ОСТОЙЧИВОСТИ СУДНА ДЛЯ
ТРЕТЬЕГО ВОЗМОЖНОГО ВАРИАНТА
РАЗМЕЩЕНИЯ ГРУЗОВ.
4.СРАВНЕНИЕ И АНАЛИЗ ВАРИАНТОВ РАЗМЕЩЕНИЯ ГРУЗОВ ПО
КРИТЕРИЯМ ПОСАДКИ И ОСТОЙЧИВОСТИ И ВЫБОР НАИБОЛЕЕ ОПТИМАЛЬНОГО.
5.ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
The final work is to be performed as
an explanatory note with volume 15-20 pages. It must include the next:
TITLE
TASK SHEET
CONTENT
INTRODUCTION
1. STABILITY AND TRIM CALCULATION FOR THE FIRST POSSIBLE
VERSION OF THE CARGO LOADING:
 displacement and gravity centre position
calculation;
 hydrostatic calculations (by the use of the
Hydrostatic data);
 determining the metacentric heights of the
ship;
 free surface correction of the metacentric
height and the gravity centre of the ship;
 assessing the ship position on the water
surface (list and trim angles, drafts forward
and aft, and so);
 Static Stability Curve (GZ- curve) design;
 Dynamic Stability Curve design;
 Weather criterion calculation;
 The GZ- curve areas calculations (for heel
angles 0-300, 0-400 и 300-400).
2. STABILITY AND TRIM CALCULATION FOR THE SECOND POSSIBLE
VERSION OF THE CARGO LOADING.
3. STABILITY AND TRIM CALCULATION FOR THE THIRD POSSIBLE VERSION OF THE CARGO LOADING.
4. ANALYSIS AND COMPARISION OF
THE CARGO LOADING VERSIONS
WITH RESPECT TO THE SHIP STABILITY AND TRIM AND CHOOSING THE
BEST ONE.
5. CONCLUSION
APPENDIX
-6БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ
СПИ- REFERENCE
СОК
Во ВВЕДЕНИИ необходимо указать основные характеристики и особенности судна, а также выполнить обзор
требований Регистра и ИМО к показателям остойчивости судов.
В ВЫВОДАХ должны быть отражены основные результаты, полученные в
ходе выполнения контрольной работы, в
том числе указано какой вариант размещения грузов является наиболее оптимальным и по какой причине. Необходимо
также привести полученные данные показателей начальной, общей и динамической
остойчивости судна для выбранного варианта размещения грузов и сравнение их с
установленными нормами ИМО и Регистра.
В ПРИЛОЖЕНИЯХ к курсовой работе должны быть представлены Гидростатические кривые (таблицы), Интерполяционные кривые (Пантокарены) рассматриваемого судна, а также другие материалы, необходимые для выполнения
курсовой работы.
Оформление текста, формул, рисунков и таблиц должно отвечать ГОСТ
2.105-95 "Общие требования к текстовым
документам". Библиографический список
должен соответствовать ГОСТ7.1-84 "Библиографическое описание документа".
The basic parameters and measures of
the ship have to be noted at the INTRODUCTION. The IMO stability standards are also
to be included.
Main results of the final work must be
reflected at the CONCLUSION. In addition,
the best cargo loading version is to be announced and explained. For the best cargo
loading version, the numbers of the basic criteria of the initial, general, and dynamical
stability must be represented. They are also
must be compared with the IMO and Russian
Register standards.
The Hydrostatic curves (data), Cross
Curves of Stability, and other materials must
be represented at the APPENDIX of the final
work.
Printing the text, formulas, tables, and
others, drawing figures must be done in accordance with the 2.105-95 standard.
2. ЦЕЛЬ И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
(GOAL AND MAIN TASKS OF THE FINAL WORK)
2.1. Исходные данные
2.1. Original data
Грузовое многоцелевое судно изнаA multipurpose cargo-vessel NB-313
чально имеет на борту 222 контейнера и (“My Industrial Accord”) has been loaded
его параметры посадки и остойчивости 222 containers and its original parameters are
следующие (табл. 1).
the next – Table 1.
На судно предполагается погрузить
The ship is supposed to be loaded by
три отдельных дополнительных груза ве- three additional single weights: w1, w2, w3.
сом w1, w2, w3. Координаты мест погрузки The сoordinates of loaded places (points
(точек А,В,С) следующие:
A,B,C) on board ship are the next:
A ( x  80 m; y  6,5 m; z  6,3 m)
B ( x  35 m; y  7,0 m; z  8,5 m)
C ( x  28 m; y  2,5 m; z  8,1m)
-7Каждый груз w1, w2, w3 может быть
Each single weight w1, w2, w3 might be
установлен только в одно из указанных loaded on the one and only of these points).
мест (точек А,В,С).
Name of parameter
Length between perpendiculars (длина по КВЛ)
Breadth molded (ширина корпуса)
Displacement (водоизмещение)
Draft FP (осадка носом)
Draft AP (осадка кормой)
Mean draft (средняя осадка)
Angle of heel (угол крена)
Metacentric height (метацентрическая высота)
Corrected metacentric height (исправленная
метацентрическая высота)
Free Surface Correction (поправка к метацентрической высоте на свободные поверхности
жидкостей)
z-coordinate of metacentre (отстояние поперечного метацентра от киля)
z-coordinate of metacentre (longitudinal) – отстояние продольного метацентра от киля
x-coordinate of centre of gravity (абсцисса ЦТ
судна)
y-coordinate of centre of gravity (ордината ЦТ
судна)
z-coordinate of centre of gravity (аппликата ЦТ
судна)
Water specific gravity (удельный вес забортной воды)
2.2. Цель контрольной работы
Выбор оптимального варианта размещения дополнительных грузов в точках
А,В,С, при котором посадка и остойчивость судна будет наиболее предпочтительными и соответствовать установленным нормам ИМО и Регистра
2.3. Задачи контрольной работы
Для каждого рассматриваемого варианта размещения дополнительных грузов (всего 6 возможных вариантов):

Оценка весового водоизмещения и
координат ЦТ судна.

Оценка элементов погруженного
объема судна по Гидростатическим кривым.
Briese
Co
LBP
B
Disp
Draft FP
Draft AP
Draft MS
Heel
GM
GM’
IMO
Value
Table 1
Unit
L
B

TKF
TKA
TKM

GM
GMc
94
16.6
7514.5
5.871
6.850
6.361
0
0.701
0.622
m
m
t
m
m
m
grad
m
m
FSC
KG
0.079
m
KMT
KM
7.411
m
KML
KML
m
LCG
XG
126.60
1
45.624
TCG
YG
m
VCG
КG
0.0002
5
6.71
WSG

1.025
t/m3
m
m
2.2. The final work goal
Choosing the best version of the additional weights loading on points A, B, and C
with respect to the ship stability and trim and
their accordance with the IMO and Register
standards.
2.3. Main Tasks of the Final Work
For each possible loading version (totally, there are 6 options):
 Calculation of the ship displacement
and the gravity centre (CG) position.
 By the use of the Hydrostatic Data,
the hydrostatic elements of the ship hull assessment.
-8
Расчет метацентрических высот
 Calculation of the metacentric heights
судна.
of the ship.

Расчет исправленной метацентри Free surface correction of the transческой высоты и аппликаты ЦТ судна с verse metacentric height and the vertical cenучетом свободных поверхностей жидко- tre of gravity (VCG) of the ship.
сти.

Оценка посадки судна: углов крена,
 Trim and heel calculation.
дифферента, осадок носом и кормой.

Расчет и построение диаграммы
 Calculation and drawing the Static
статической остойчивости с использова- Stability Curve (Righting Lever Curve) by
нием пантокарен (интерполяционных кри- the use of the Cross Curves Data.
вых).

Расчет и построение диаграммы
 Calculation and drawing of the Dyдинамической остойчивости.
namic Stability Curve (DSC).

Оценка площадей диаграммы ста- 
The SSC area’s estimation for heel
тической остойчивости для углов крена 0- angles 0-300, 0-400 и 300-400 .
300, 0-400 и 300-400 .

Расчет критерия погоды судна.
 The Weather criteria calculation.
Примечание 1. В обоснованных
Note 1. In reasonable cases (it should
случаях (это должно быть объяснено в КР) be explained in the FW), a student might exстудент вправе исключить из рассмотре- clude from analysis the cargo loading verния варианты размещения грузов, заведо- sions that are obviously unacceptable. Conмо непригодные для всестороннего анали- sequently, the total number of the cargo loadза. Таким образом, общее число вариан- ing versions might be reduced up to two or
тов размещения грузов может быть three ones.
уменьшено до двух-трех наиболее перспективных.
Примечание 2. Принимаемые по
Note 2. According to the original data,
условию задания дополнительные грузы loaded additional weights w1, w2, w3 are not
w1, w2, w3 – твердые. Поэтому величина liquids; therefore, the free surface correction
FSC судна после их погрузки остается ( FSC ) number after this loading is the same
неизменной и равной исходной.
as the original one.
Примечание 3. В прилагаемой суNote 3. In the ship stability booklet
довой документации начало координат used in this FW, the coordinate system OXYZ
(OXYZ) теоретического чертежа корпуса (its origins) of the ship hull is located on the
судна находится на килевой линии и кор- keel line and at the aft perpendicular. (As a
мовом перпендикуляре. (Поэтому отрица- result, the negative numbers of the loading
тельных значений координат размещения coordinates along axis OX are not possible.)
грузов по оси OX быть не может).
3. ВЫБОР ВАРИАНТА ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
(DETERMINATION OF THE FINAL WORK VARIANT)
Каждый студент выбирает свой ваEach student has to choose his final
риант выполнения контрольной работы work variant (the additional loaded weights
(где заданы веса дополнительных грузов, are represented) according to his number in
принимаемых на судно) в соответствии с the class name least booklet (Table 2).
номером по классному журналу (табл. 2).
-9-
Version
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
w1 , t
100
80
200
80
30
50
300
300
200
20
60
70
65
40
50
w2 , t
50
30
60
40
300
100
30
10
80
150
30
30
100
140
80
w3 , t
200
180
125
120
50
100
50
40
20
35
250
180
120
30
130
Version
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
w1 , t
45
40
60
80
20
170
120
200
160
50
70
50
160
180
100
w2 , t
90
150
40
100
180
70
70
40
90
30
40
90
20
50
80
Table 2
w3 , t
100
70
90
120
100
50
30
80
40
120
120
30
40
20
50
4. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
(PROCEDURE OF THE FINAL WORK PERFOMANCE)
4.1. Выбор возможного варианта раз4.1. Choice of possible version of the
мещения грузов
weights’ loading
Выбираем один из возможных ваChoose one specific loading version.
риантов размещения грузов. Например:
For instance:
w1  B, w2  A, w3  C.
(1)
4.2. Оценка весового водоизмещения
4.2. Calculating displacement and coorи координат ЦТ судна
dinates of the gravity centre (CG)
Для выбранного варианта рассчиFor chosen loading version,
тываем весовое водоизмещение и координаты ЦТ судна по формулам:
1    w1  w2  w3 ;
  XG  w1 xB  w2 x A  w3 xC
LCG1  XG1 
;
1
  YG  w1 y B  w2 y A  w3 yC
TCG1  YG1 
;
1
  KG  w1 z B  w2 z A  w3 zC
VCG1  KG1 
.
1
(2)
(3)
(4)
(5)
4.3 Оценка элементов погруженного
4.3. Determining of the ship hydrostatic
объема судна
parameters
Используя Гидростатические табUsing the new value of the ship disлицы (приложение 1), по известному во- placement 1 , enter to the Hydrostatic data
-10доизмещению 1 определяем элементы (Appendix 1) and determine hydrostatic paпогруженного
объема
судна: rameters of the ship:
M  10 [момент, TKM 1 , XB1 , KB1 , TPC1 , XF1 , M  10 (moment to
TKM 1 , XB1 , KB1 , TPC1 , XF1 ,
изменяющий дифферент на 1 градус change trim one degree), KM1 , KM L1 .
KM1 , KM L1 .
4.4. Расчет метацентрических высот
4.5. Metacentric heights assessment
Using formula (5) and numbers of
судна
Рассчитываем значения метацен- KM1 , KM L1 , calculate metacentric heights:
трических высот судна:
(6)
GM1  KM1  KG1;
(7)
GM L1  KM L1  KG1.
Расчет исправленной метацентриThe metacentric height and the
ческой высоты и аппликаты ЦТ судна с KG  correction due to free surface effect of
учетом свободных поверхностей жидко- liquids:
сти:
GM1cor  GM1  FSC;
(8)
KG1cor  KG1cor  KG1  FSC.
4.5. Оценка посадки судна
 Определяем угол крена судна:

4.6. Heel and trim calculation
 Calculate the list angle of the ship after additional loading:
( w1 y B  w2 yC  w3 y A )
1  57,3 
.
(9)
1  GM1cor
Рассчитываем угол дифферента
 Calculate, please, trim angle of the
судна:
ship:
 ( XG1  XB1 )
(10)
1  1
.
M  10
 Определяем среднюю осадку, а
также осадки в носу и корме судна:
 Mean draft, draft forward and aft assessment, as follows:
w  w2  w3
TKM  1
;
(11
TPC1
(12)
TKM 1  TKM  TKM ;
TKF  ( L  XF1 )  tg1;
TKA   XF1  tg1;
TKF 1  TKM 1  TKF ;
TKA1  TKM 1  TKA .
4.6. Расчет и построение диаграммы
статической остойчивости:
a) используя Интерполяционные кривые (приложение 2) по известному водоизмещению 1 или средней осадке судна
TKM 1 определяем плечи остойчивости
формы ( LK ) для углов крена 5, 10, 20,
(13)
(14)
(15)
(16)
4.6. Static Stability Curve calculation
and design:
a) by the use of the Cross Curves Data
(Appendix 2), determine the righting levers
about keel ( LK ) for each angle of heel: 5, 10,
20, …60 degrees. The numbers of righting
levers are determined at the specific ship dis-
-11…60 градусов.
Полученные данные placement ( 1 ) or mean draft ( TKM 1 ) and
включаем в табл. 3;
should be plotted on Table 3;
b) определяем величины [ KG1cor  sin  ] и
b) calculate numbers of [ KG1cor  sin  ]
также вносим их в табл. 3;
and plot these on Table 3, too;
c) вычисляем значения плеч остойчивоc) calculate values of the righting arms
сти GZ  ( LK  KG1cor  sin  ) и эти by formula GZ  ( LK  KG  sin  ) and
1cor
значения вносим в табл. 3;
plot them on Table 3;
d) по данным табл. 3 строим график
d) by the use of the Table 3 data, draw
GZ  f ( ) , т.е. диаграмму статической the graph of function GZ  f ( ) , in other
остойчивости судна.
words, the Static Stability Curve of the ship.
Table 3
Heel, 
LK, metres
sin 
KG1cor  sin 
GZ, metres
0
5
10
20
30
40
50
60
4.7. Расчет и построение диаграммы
4.7. Calculation and design of the Dyдинамической остойчивости
namic Stability Curve
Используя ДСО, строим диаграмму
By the use of the SSC, design, please,
динамической остойчивости судна. Рас- the Dynamic Stability Curve. A dynamic
чет плеча динамической остойчивости righting lever GZ dyn at some specific heel
GZ dyn для угла крена  производится пу- angle  can be received by calculating the inтем вычисления интеграла с переменным tegral with variable high level limit:
верхним пределом:
n

(17)
GZdyn ( )   GZ d  GZ0  2GZ10  2GZ20  ...  GZ ,
0
2
GZ0 , GZ10 , GZ20 ,.....GZ – плечи стагде
тической остойчивости при углах крена
0,10, ….  ;
 – шаг интегрирования в радианах.
(В нашем случае можно принять
 100

 0.0873 рад).
2
2
Исходя из вышеизложенного, порядок построения ДДО следующий:
a) используя построенную в п. 5.8
диаграмму статической остойчивости,
определяем значения плеч остойчивости
where GZ0 , GZ10 , GZ20 ,.....GZ -- righting
levers at heel angles 0,10, ….  ;
 -- step of integration in radians. (In our
case, it might be accepted
 100

 0.0873 rad).
2
2
Taking into account all the above, the
DDC design procedure can be the next:
a) by the use of the Static Stability Curve
that was drawn at point 5.8, estimate the
numbers
of
the
righting
lever
-12GZ0 , GZ5 , GZ10 ,.....GZ60 ;
b) задаваясь углами   0,10,20,....600
последовательно вычисляем значения
плеч динамической остойчивости GZ dyn по
формуле (17):
GZdyn (0)  0;
GZ0 , GZ5 , GZ10 ,...GZ60 ;
b) by formula (17), calculate correspondingly numbers of the dynamic righting levers
GZ dyn for each specific heel angle
  0,10,20,....600 :
GZdyn (100 )  0.0873  (GZ0  GZ10 );
GZ dyn( 200 )  0.0873  (GZ0  2GZ10  GZ20 );
(18)
........................................................................
GZdyn (600 )  0.0873  (GZ0  2GZ10  2GZ20  ...
 2GZ50  GZ60 ).
c) используя полученные данные,
c) based on the received data, the Dynamстроим диаграмму динамической остойчи- ic Stability Curve is to be designed [as a
вости [как график функции GZ dyn  f ( ) -- graph of function GZ dyn  f ( ) --see Fig.1].
рис.1].
GZdyn
[GZdyn (400  300 )]
0,150
0,125
0,100
0,075
0,050
GZdyn (400 )
GZdyn (300 )
0,025
0
10
20
30
40
50
60
 ,0
Figure 1
4.8. Оценка критерия погоды
В соответствие с правилами ИМО
(приложение 3), определяем Критерий погоды (критерий сильного ветра и бортовой
качки) судна. Результаты оценки должны
быть отражены на ДСО судна. Порядок
реализации п.4.9 следующий:
a) Вычисляем плечо кренящего момента от постоянно дующего ветра l w1 по
формуле:
4.8. The weather criterion calculation
According to the IMO regulations
(Appendix 3), calculate the Weather criterion
(Severe wind and rolling criterion) of the
ship. The result of this calculation is to be reflected on the SSC of the ship. The calculation procedure is the next:
a) Calculate the number of the heeling
lever l w1 due to steady lateral wind by formula:
-13-
pv  Av  zv
(19)
,
1000 g
где pv  504 Па --удельное давление вет- where pv  504 Pa – steady wind pressure
ра. (Это значение может уменьшено по (this number might be reduced after the IMO
согласованию с Администрацией ИМО);
Administration agreement).
Av -- площадь парусности (в соответAv – projected lateral area of the porствие с Документацией рассматриваемого tion of the ship and deck cargo above the
WL, m2;
судна, в нашем случае A  964 m2);
zv – vertical distance from the sailing
zv -- высота центра парусности судна
от уровня, равного половине осадки судна area centre to a point at one half the draught,
m ( in our case zv  9.88 m);
(в нашем случае zv  9.88 m);
  displacement, t;
 -- водоизмещение судна, т;
2
g  9.81 m/s –ускорение свободного
g  9,81 м/s 2 – gravity acceleration.
падения.
b) Откладываем величину l w1 на ДСО
b) The number of l w1 is to be plotted on
и, в точке пересечения прямой l w1 и кри- the SSC, as a result, the intersection point beвой GZ  f ( ) , определяем угол крена 0 tween horizontal straight line lw1 and curve
GZ  f ( ) corresponds to the heel angle 0
от постоянно дующего ветра рис. 2).
due to steady wind (Fig.2).
с) Предполагается, что до удара шкваc) It is assumed that before a lateral abrupt
льного ветра, судно имеет амплитуду бор- wind action the ship is rolling with amplitude
товой качки  1 и раскачивается около  1 and it is rolling around steady heel angle
равновесного угла крена 0 . Поэтому, пре- 0 . Consequently, in order to assess the dyжде чем оценивать динамическую остой- namic stability of the ship, it is necessarily,
чивость судна, необходимо вычислить ам- first, to calculate the amplitude of the ship
плитуду начальной бортовой качки судна rolling 1 , and then, to determine the ship an1 , а также определить положение (угол gular position (heel angle) just before a latкрена судна) в момент удара шквального eral gust wind action with heeling lever lw 2 ).
ветра силой lw 2 в левый борт.)
lw1 
pw
WL
GZ ( )
S A  SB
GZ
B
A
0
lW1
1
Figure 2
lW2
2
c

-14Амплитуда бортовой качки 1 определяется так:
as:
The rolling amplitude 1 is determined
1  109  k  X 1  X 2  r  s ,
где X 1 , X 2 , s -- коэффициенты, определяемые по табл. 1.13 (Прил. 3);
-- k определяется по табл. 2 (прил. 3), если
судно имеет скуловые кили, брусковый
киль, или то и другое вместе. (В нашем
случае можно принять k  1 ).
AK -- суммарная габаритная площадь скуловых килей, либо площадь боковой проекции брускового киля, либо сумма этих
площадей, m2;
B -- ширина корпуса судна на миделе, m;
(В нашем случае B  16.6 m).
T, L  -- средняя осадка и длина судна, м
(в нашем случае T  TKM 1 );
V
CB 
-- коэффициент общей полноты;
LBT
 r -- период качки судна, sec;
r  коэффициент, определяемый по формуле:
r  0.73  0,6 
(20)
where X 1 , X 2 , s – coefficients as shown in
Table 1.13 (Appendix 3);
– k is selected from Table 2 (Appendix 3) for
a ship having bilge keels, a bar keels or both (
In our case, it is possible to assume that
k  1 );
AK – total overall area of bilge keels or area
of the lateral projection of the bar keel, or
sum of these areas, m2;
B  molded breadth of the ship, m (in our
case B  16.6 m);
T, L  mean draft and length of the ship, m
(in our case T  TKM 1 );
V
CB 
– block coefficient of the ship;
LBT
 r -- rolling period of the ship, sec;
r  factor determined by formula:
KG  T
T
(21)
(в нашем случае KG  KG1cor ).
(In our case, KG  KG1cor ).
 r  период качки судна, определяемый по  r  rolling period of the ship calculated as:
формулам:
r 
2cB
GM
c  0,373  0,023( B / T )  0,043( L / 100)
d) Вычисляем плечо кренящего момента шквального ветра по формуле
lw 2  1.5lw1 и откладываем его на ДСО.
e) На ДСО от значения 0 откладываем
влево амплитуду бортовой качки судна 1 .
То есть, от начала координат откладываем
влево отрезок длиной (1  0 ) , тем самым
определяем начальный угол крена судна в
(22)
(23)
d) Heeling lever due to lateral gust wind is
to be calculated by formula lw 2  1.5lw1 and is
to be plotted on the SSC.
e) On the SSC, the value (segment) of the
rolling amplitude 1 is to plotted from heel
angle 0 to the left. In other words, segment
with length (1  0 ) is to be drawn from the
SSC origins to the left, so that the heel angle
of the ship at the very moment of the gust lat-
-15момент удара шквального ветра силой lw 2 .
Через точку (1  0 ) проводим вертикальную прямую до пересечения с ДСО и линией lw 2 (рис. 2).
f) Откладываем на ДСО угол 2 , который равен либо углу заливания судна (  f ),
eral wind action lw 2 is determined. The vertical line through point (1  0 ) is to be plotted
up to the intersections with the GZ-curve and
line lw 2 (Fig. 2).
f) Heel angle 2 that determines the right
side boarder of the residual area B (Fig. 2) is
to be selected and plotted on the SSC. The
либо 500, либо углу C -- точки второго
number of 2 is the angle of down flooding
пересечения ДСО и плеча lw 2 (см. рис. 2)  f or 500 or c whichever is less (in our case
- в зависимости от того, что меньше. Че0
рез точку 2 проводим вертикаль до пере- 2  50 ). Through point 2 , the vertical line
сечения с кривой ДСО и lw 2 . Эта верти- is to be drawn up to the intersections with
GZ  curve and line lw 2 (Fig. 2).
каль и определяет правую границу остаточной площади B (рис. 2).
g) The values of areas S A and S B are to be
g) Сравниваем между собой площади
полученных сегментов S A и S B . Судно compared. The Weather criterion of the ship
считается соответствующим Критерию is to be consistent with the IMO standards if:
погоды при условии, что
SB  S A .
(24)
Замечание. Расчет критерия погоды судна, в частности, оценку и сравнение
площадей сегментов S A и S B удобней
проводить с помощью ДДО. При этом,
процедура наших действий следующая:
Note. Weather criterion calculation
of the ship , specifically, calculation and
comparison of areas S A and S B are much
more convenient to perform by the use of the
Dynamical Stability curve. In this case, the
entire procedure is the next:
 Через точку, соответствующую уг Through point that corresponds with
лу крена 1  0 , проводим вертикаль до heel angle 1  0 , the vertical line is to be
пересечения с кривой GZdyn ( ) и получаем plotted up to intersection with curve
GZdyn ( ) so that A1 is produced.
точку A1 .
 Из точки A1 откладываем влево отрезок длиной 2  (1  0 ) и получаем точку A . (Точка A соответствует точке на
кривой GZdyn  f ( ) в момент начала воздействия бокового шквального ветра силой lw 2 ).
 Из точки A вдоль оси  откладываем отрезок длиной 1 rad (57,30 ) и получаем точку B1 , а затем вдоль оси GZdyn –

Segment with length 2  (1  0 ) is to
be horizontally plotted from point A1 to the
left. So, the left end of this segment is point
A . (Point A is the very point of the
GZdyn  f ( ) -- curve at the moment when
the gust lateral wind lw 2 begins to act).
 Along side axis  , segment with
length 1 rad (57,30 ) is to be plotted from
point A to the left (point B1 ), and then,
отрезок длиной lw 2 . Таким образом, полу- along axis GZdyn , segment with length lw 2 is
to be plotted from point B1 upward so that
чаем точку B (рис. 3).
point B is produced (Fig. 3).
The line is to be drawn through points
Через точки A и B проводим
наклонную прямую, соответствующую A and B . This inclined line is correspond-
-16динамическому плечу кренящего момента ent with dynamical heeling lever lw 2 due to
lw 2 от бокового шквального ветра.
gust lateral wind.
GZdyn
B
D
lw 2
A
A1
B1
d 2
0
(1  0 ) (1  0 )
 ,0
57,30
Figure 3
Если прямая AB пересекается с
If line AB crosses curve GZdyn ( ) at
кривой GZdyn ( ) в некоторой точке D , то some point D then the abscissa of the last
координата последней d соответствует one d is a dynamical heel angle of the ship
динамическому углу крена судна от due to the gust lateral wind with heeling lever
шквального ветра силой lw 2 . При этом, lw 2 . In addition, if d  2 then it means that
если d  2 , то это означает, что S B  S A , S B  S A , consequently, the dynamical stabilи динамическая остойчивость судна соот- ity of the ship meets the Weather criterion requirements.
ветствует критерию Погоды.
4.9. Cравнение показателей остойчивости судна со стандартами ИМО и Регистра
Сравниваем полученные значения
исправленной метацентрической высоты,
ДСО и критерия погоды со стандартами
ИМО и Регистра.
Примечание. Проверку стандартов
ИМО и Регистра, которые нормируют
площадь под ДСО для различных интервалов углов крена удобнее проводить с
помощью ДДО (рис. 1), так как, вместо
трудоемкого процесса вычисления соответствующих площадей, нам будет достаточно определить на ДДО только длины
отрезков GZdyn (300 ) , GZdyn (400 ) , а также
4.9. The IMO and Register standards
comparison to the real numbers of the ship
stability
The real data of the metacentric height,
some specific numbers of the SSC, the
Weather criterion of the ship must be compared with the IMO and Register standards.
Note. Stability standards checking
especially for the numbers of areas under the
GZ-curve is better to perform by means of
Dynamic Stability Curve (Fig. 1) rather than
the SSC. In this case, on the DSC, it is necessary to determine the lengths of the line
segments GZdyn (300 ) , GZdyn (400 ) , and
GZ (40 )  GZ (30 ) -- Fig. 1 instead of
0
dyn
0
dyn
-17-


их разницу GZdyn (400 )  GZdyn (300 ) .
hard working calculating corresponding areas
at the SSC.
4.10. Выбор другого варианта размещения дополнительных грузов
Выбираем следующий из возможных вариантов размещения дополнительных грузов и выполняем для него пункты
4.2.-4.11.
4.11. Выбор наиболее оптимального
варианта приема грузов
После выполнения расчетов и анализа всех возможных вариантов размещения грузов выбираем наиболее оптимальный по показателям посадки и остойчивости судна.
4.10. Choice of the another possible
loading version
Another possible loading version is to
be chosen and after that, all calculation procedure (pp.4.2-4.11) must be performed.
4.
4.11. Selecting the best loading version
of the ship
After calculation and numerical analysis of all possible loading versions with respect to the ship stability and trim, the most
optimal one must be selected.
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
(PERFORMANCE EXAMPLE OF THE FINAL WORK)
Для примера примем, что веса приLet assume that the weights of the adнимаемых дополнительных грузов следу- ditional cargo units are the next:
ющие:
w1  100 t: w2  50 t; w3  200 t.
Напомним, что по условию задачи,
According to the final work original
возможные точки погрузки этих грузов data, possible places of these loading are the
следующие:
next:
A(x=80m; y=-6,5m; z=6,3m);
B(x=35m; y=7,0m; z=8,5m);
C(x=28m; y=2,5m; z=8,1m).
Решение.
Solution.
1) Выбираем следующий вариант разме1) A version of the additional weights’ disщения дополнительных грузов на судне:
tribution on board ship is to be selected as
follows:
w1  B, w2  C, w3  A.
Такой выбор основывается на следующих соображениях:
 самый тяжелый груз w3 располагается в самое нижнее из возможных мест погрузки (точку A ), что должно обеспечить
наилучшую остойчивость судна;
 для обеспечения симметричности
нагрузки относительно диаметральной
плоскости и, как следствие, посадки судна
Such a version is based on the next
considerations:
 the heaviest single weight w3 is to be
loaded at the lowest position (point A) that
should provide the best stability of the ship;
 the second heaviest weight w1 is to be
loaded at the opposite side of the ship (point
B) that should provide a weight symmetry
-18без значительного крена, второй по весу
груз w1 располагается на противоположном борту (точке B ).
Следует отметить, что выбранный
вариант размещения грузов может оказаться не совсем удачным с точки зрения
дифферента судна, так как наиболее тяжелый груз размещается в носовой части
судна. Поэтому не исключено, что если
дальнейшие расчеты покажут, что посадка
или остойчивость судна неудовлетворительны, то придется рассматривать иной
вариант размещения грузов.
2) Определяем весовое водоизмещение
и координаты ЦТ судна после погрузки:
correspondingly the centre plane and, as a result, the least heel angle of the ship after this
loading.
It is necessary to say that the chosen
cargo plan version might be not so good with
respect to the ship trim because the heaviest
weight is loaded at the ship bow. So, there is
a chance that this version of the weights’ distribution is not perfect. And, after stability
and trim calculations, we would need to consider another version.
2) The weight calculations are to be performed as follows:
1    w1  w2  w3  7514,5  100  50  200  7864,5 t;
  xG  w1 xB  w2 xC  w3 x A
XG1 

1


7514,5  45,624  100  35  50  28  200  80
 46,251 m;
7864,5
  yG  w1 y B  w2 yC  w3 y A
YG1 

1
7514,5  0,00025  100  7  50  2,5  200  ( 6,5)
 0,06016 m;
7864,5
KG1 

  KG  w1 z B  w2 zC  w3 z A

1
7514,5  6,71  100  8,5  50  8,1  200  6,3
 6,704 m.
7864,5
3) Используя гидростатические данные (Приложение 1), по известному водоизмещению 1  7864,5 т методом интерполяции определяем следующие элементы
погруженного объема судна:
–среднюю осадку TKM 1  6,66 м;
–продольную координату центра величины XB1  46,641 м;
–вертикальную
координату
ЦВ
KB1  3,583 м;
–вес, изменяющий среднюю осадку судна на 1 см TPC1  14,58 т/см;
–продольную координату ЦТ действующей ВЛ XF1 41,978 м;
–момент, дифферентующий судно на 10
3) For the ship displacement 1  7864,5 t ,
by the use of the Hydrostatic data (Appendix
1), the next hydrostatic parameters of the ship
are to be determined (by means of the interpolation approach):
–mean draught TKM 1  6,66 m;
–longitudinal coordinate of the buoyancy
centre XB1  46,641 m;
–vertical distance of the buoyancy centre
from the keel KB1  3,583 m;
–the weight that changes a mean draught
per 1 cm TPC1  14,58 t/cm;
–longitudinal coordinate of the flotation
centre XF1 41,978 m;
–moment that causes trim of the ship on 10
-19-
M 10  16625 тм/град ;
M 10  16625 tm/deg ;
–расстояние продольного метацентра от
– longitudinal metacentre distance from the
киля KM L1  121,09 м;
keel KM L1  121,09 m;
–расстояние поперечного метацентра от
– transverse metacentre distance from the
киля KM1  7,386 м .
keel KM1  7,386 m .
4) Рассчитываем значения метацентри4) The numbers of the metacentric heights
ческих высот:
are to calculated:
GM cor1  KM1  KG 1 FSC  7,386  6,704  0,079  0,603 m;
GML1  KM L1  KG1 121,09  6,704  115,05 m.
Примечание. Расчет поперечной
Note. Calculation of the transverse
исправленной метацентрической высоты corrected metacentric height GM cor1 was perGM cor1 произведен с поправкой на сво- formed with free surface correction FSC that
бодные поверхности FSC , которая не из- did not changed after loading the additional
менилась после погрузки трех дополни- weights. In general, before the GM cor1  calтельных грузов. В общем случае перед culation it would be necessary to recalculate
вычислением GM cor1 пришлось бы пере- number of FSC .
считывать поправку FSC .
5) Определяем параметры посадки суд5) Parameters of the ship attitude are to be
на:
calculated:
– угол крена судна
– heel angle
( w y  w2 yC  w3 y A )
100  7  50  2,5  200  ( 6,5)
1  57,3  1 B
 57,3 
 6,010 ;
1  GM1cor
7864,5  0,576
– угол дифферента
– trim angle
 ( XG1  XB1 ) 7864,5(46,251  46,641)
1  1

 0,1850 ;
M 10
16625
– изменение осадки на НП
– the draught change at FP
TKF  ( L  XF1 )  tg1  (94  41,978)  tg (0,1850 )  0,1680 m ;
– изменение осадки на КП
– the draught change at AP
TKA   XF1  tg1  41,978  tg (0,1850 )  0,1355 m ;
– осадка судна на НП
– the ship draught at FP
TKF1  TKM 1  TKF  6,66  0,1680  6,49 m ;
– осадка судна на КП
– the ship draught at AP
TKA1  TKM 1  TKA  6,66  0,1355  6,80 m.
Полученные величины начальной
остойчивости и посадки судна свидетельствуют, что выбранный грузовой план
(размещения дополнительных грузов)
вполне приемлем.
6) Выполняем расчеты и строим диаграмму статической остойчивости судна, для чего:
a) используя интерполяционные кривые (Приложение 2) по известному водо-
The above calculated numbers of the
ship intact stability and the ship attitude show
that the chosen cargo plan (of the additional
weights’ distribution) is quite appropriate.
6) The appropriate calculation and the
righting lever curve design are to be performed as follows:
a) by using the Cross Curves Sheet (Appendix 2) and for calculated before ship dis-
-20измещению 1 или средней осадке судна
TKM 1 определяем плечи остойчивости
формы ( LK ) для углов крена 5, 10, 20,
…60 градусов. Полученные данные
включаем в табл. 12.5;
б) определяем величины KG1cor  sin  и
также вносим их в табл. 12.5;
в) вычисляем значения плеч по формуле GZ  LK  KG1cor  sin  и эти значения
вносим в табл. 4;
г) по данным табл. 4, строим ДСО судна (рис. 4).
placement 1 or mean draught TKM 1 , righting
levers about keel ( LK ) for each angle of
heel: 5, 10, 20, …60 degrees are to be determined. All these data are to be plotted on Table 12.5;
b) numbers of ( KG1cor  sin  ) are to be calculated and plotted on Table 12.5;
c) values of the righting levers by formula
GZ  LK  KG1cor  sin  are to be calculated
and plotted on Table 4;
d) by the use Table 4, the righting lever
curve (SSC) is to be drawn (fig. 4).
Line

degree
5
10
20
50
Table 4
60
1
LK
m
0,6456
1,290
2,455 3,600 4,612 5,326
5,756
2
KGcor  sin 
m
0,5912 1,1778 2,320 3,392 4,360 5,196
5,874
3
GZ
m
0,0544 0,1122 0,135 0,208 0,252 0,130
-0,118
4
30
40
KM1  7,386 m; KG1cor  KG1  FSC  6,704  0,079  6,783 m;
GM 1cor  KM  KG1cor  0,603 m
GZ, metres
0,25
area SB
area S A
0,20
0,15
0,10
lw1  0,0622
-20
lw 2  0,0933
0,05
2
0  5,30
-10
10
20
30
40
50
60
, 0
m  38,20
-0,10
1  19,00
v  55,40
Figure 4
7) Выполняем расчеты и строим диа7) The appropriate calculation and the
грамму динамической остойчивости суд- Dynamic Stability Curve are to be performed
на, для чего:
as follows:
-21а) по формулам (18) рассчитываем плеa) the numbers of the dynamic heeling levчи динамического кренящего момента:
ers are to be calculated by formula (18):
GZdyn (0)  0
GZdyn (100 ) 
GZdyn ( 200 ) 

2
 (GZ0  GZ10 )  0.08725  0,1122  0,00979 m

 (GZ0  2GZ10  GZ20 ) 
2
 0,08725  ( 2  0,1122  0,130)  0,0313 m
GZdyn (300 ) 

 (GZ0  2GZ10  2GZ20  GZ30 ) 
2
 0,08725  ( 2  0,1122  2  0,130  0,208)  0,0612 m
GZdyn ( 400 ) 

 (GZ0  2GZ10  2GZ20  2GZ30  GZ40 ) 
2
 0,08725  (0,2244  0,270  0,416  0,252)  0,1014 m
GZdyn (500 ) 

 (GZ0  2GZ10  .....  2GZ40  GZ50 ) 
2
 0,08725  (0,2244  0,270  0,416  2  0,252  0,130)  0,1348 m
GZ dyn (600 ) 

 (GZ 0  2GZ10  2GZ 20  ...  2GZ50  GZ 60 ) 
2
 0,08725  (0,2244  0,270  0,416  0,504  0,260  0,118)  0,1358 m
b) используя полученные данные, строb) by the use of these data, the Dynamic
им ДДО судна (рис. 5).
Stability Curve is to be designed (fig. 5).
0,150
GZdyn , m
0,125
0,100
0,0390
2
0,075
0,050
0,1005
0,0615
0,025
0
10
20
30
40
50
60
 ,0
Figure 5
8) Определяем критерий погоды судна,
8) The Weather criterion is to be deterдля чего:
mined as follows:
-22a) вычисляем плечо кренящего момента
a) heeling lever l w1 due to steady wind
l w1 от бокового ветра по формуле (19):
pressure is to be calculated by formula (19):
lw1 
pv  A  zv
504  964  9,88

 0,0622 m;
1000 g
1000  9,81  7864,5
b) на ДСО судна откладываем величину
b) number of l w1 is to be plotted on the
l w1 и определяем угол крена от постоянно GZ  curve, and steady heel angle is to be deдующего ветра (рис. 4), который равен:
termined (fig. 4):
0  5,50 ;
c) определяем исходные коэффициенты
c) in order to determine the amplitude of
и параметры для расчета амплитуды бор- the ship rolling 1 due to lateral gust wind
товой качки судна 1 от удара бокового l , first, the original parameters and coeffiw2
шквального ветра lw2 :
cients are to be calculated as follows:
r  0,73  0,6 
KG  T
T
 0,73  0,6 
6,81  6,66
 0,744;
6,66
c  0,373  0,023( B / T )  0,043( L / 100) 
 0,373  0,023  (16,6 / 6,66)  0,043(94 / 100)  0,390;
2cB
2  0,39  16,6
r 

 16,67;
GM
0,603
V

7864,5
CB 


 0,766;
LBT LBT 1,025  94  16,6  6,66
B / T  16,6 / 6,66  2,493;
d) используя полученные значения и
d) by the use of these numbers and Table
табл. 2 (приложение 3), определяем коэф- 2 (Appendix 3), coefficients X1, X 2 , k , s that
фициенты X1, X 2 , k , s (входящие в расчет- are in formula for  calculation are to be de1
ную формулу амплитуды качки 1 ):
termined:
X1  0,98; X 2  1,0; k  1,0; s  0,042;
e) определяем амплитуду бортовой качe) the amplitude of the ship rolling due to
ки от удара бокового шквального ветра lateral gust wind is to be calculated (equation
(формула 20):
20):
r  109  k  X 1  X 2  r  s  109  1  0,98  1  0,744  0,042  18,9 0 ;
f) вычисляем величину плеча кренящеf) the number of heeling lever due to latго момента от шквального ветра:
eral gust wind is to be determined:
lw 2  1,5  lw1  1,5  0,0622 = 0,0933 m;
-23g) от найденного ранее значения 0 на
ДСО откладываем влево величину амплитуды бортовой качки 1 и, в точке пересечения с GZ  кривой, проводим вертикальную прямую (рис. 4);
g) on the GZ  curve, the value (segment)
of the rolling amplitude 1 is to be plotted
from heel angle 0 to the left up to the intersection with the GZ  curve. From this point
of intersection, the vertical line is to be drawn
(fig. 4);
i) on the GZ  curve, heeling lever due to
lateral gust wind lw 2 is to be plotted up to intersections with just drawn vertical line in the
left side and with the decreasing branch of the
GZ  curve in the right side (fig. 4);
j) heel angle 2 that determines the right
boarder of area B (fig. 4) is to be selected
and plotted (in our example 2  500 );
i) откладываем на ДСО плечо кренящего момента от шквального ветра lw 2 до пересечения с проведенной ранее вертикальной прямой и нисходящей ветвью
GZ  кривой (рис. 4);
j) находим угол 2 , определяющий правую границу площади B (рис. 4) и откладываем его на ДСО (для нашего случая
2  500 );
k) сравниваем площади сегментов A и
k) the values of areas A and B (fig. 4)
B (рис. 4) и приходим к заключению, что: are to be compared, and it might be seen:
SB  S A ,
что означает соответствие выбранного
грузового плана судна установленным
ИМО нормам по критерию погоды.
9) Определим критерий погоды судна с
помощью ДДО (рис. 6):
that confirms the selected cargo plan of the
ship is consistent with the IMO weather criterion requirement.
9) Let determine the Weather criterion by
the use of the Dynamical stability curve
(Fig.6):
 Через точку, соответствующую уг Through point that corresponds with
0
лу крена 1  0  13,7 , проводим верти- heel angle 1  0  13,70 , the vertical line is
каль до пересечения с кривой GZdyn ( ) и to be plotted up to intersection with curve
GZdyn ( ) so that A1 has been produced;
получаем точку A1 ;
 Из точки A1 откладываем влево отрезок длиной 2  (1  0 )  27,40 и получаем точку A ,
 Из точки A вдоль оси  откладываем отрезок длиной 1 rad (57,30 ) и получаем точку B1 , а затем вдоль оси GZdyn –

Segment 2  (1  0 )  27,40 length is
to be horizontally plotted from point A1 to
the left, and point A has been produced;
 Along side axis  , segment with
length 1 rad (57,30 ) is to be plotted from
point A to the left (point B1 ), and then,
отрезок длиной lw 2  0,0933m . Таким об- along axis GZdyn , segment lw 2  0,0933m is
to be plotted from point B1 upward so that
разом, получаем точку B (рис. 6);
 Через точки A и B проводим point B has been produced (Fig. 6);
 The line is to be drawn through points
наклонную прямую, соответствующую
A
and B . This inclined line is correspondдинамическому плечу кренящего момента
ent with dynamical heeling lever lw 2 due to
lw 2 от бокового шквального ветра;
gust lateral wind;
-24-
GZdyn , m
0,150
0,125
D
B
0,100
0,075
lw 2  0,0933
0,0933
B1
0,050
A1
0,025
A
-20
-10
0
10
20
13,70
30
40
50
60
 ,0
d  40,40
27,40
57,30
Figure 6
Как видно из рис.6 прямая AB пересекает кривую GZdyn ( ) в точке D ,
опуская перпендикуляр из которой, определяем динамический угол крена судна
d  40,40 от шквального ветра lw 2 . Этот
As it might be seen from Fig.6, line AB
crosses GZdyn ( ) -- curve at point D abscissa
of which d  40,40 is a dynamical heel angle
of the ship due to the gust lateral wind lw 2 .
This angle is much more less than 2  500 .
угол значительно меньше, чем 2  50 .
Consequently, the dynamical stability of the
Значит динамическая остойчивость судна ship meets the Weather criterion requireсоответствует критерию Погоды. В том ments. It also means that S  S .
B
A
числе это означает, что SB  S A .
10) Проверяем соответствие построен10) Let compare the numbers of the deной ДСО судна критериям ИМО, для чего: signed SSC with the IMO criteria as follows:
а) Определяем площади под GZ -кривой в a) the areas under GZ -curve in heel angle
диапазонах углов крена 0  300 , 0  400 и ranges 0  300 , 0  400 and 30  40 0 is to
30  40 0 (Это можно сделать, используя be determined (It might be done by the use of
построенную ДДО судна, где искомые the DSC of the ship where these areas are
площади изображены в виде соответству- represented as correspondent line segments in
ющих отрезков на рис. 5). Они соответ- fig. 5). Anyway, these areas are as follows:
ственно равны:
0
S0300  0,0615 m  rad;
S0 400  0,1005 m  rad;
S30 400  0,0390 m  rad;
-25b) on the GZ  curve, angle of vanishing
b) на ДСО определяем угол заката v ,
максимальное плечо восстанавливающего stability v , maximum righting lever GZ max ,
момента GZ max и угол, при котором оно and heel angle at which it occurs m are to be
достигается m . Они соответственно рав- determined. They are as follows (fig. 4):
ны (рис. 4):
v  55,40 ; GZmax  0,25 m; m  38,20 .
Как видно из полученных данных,
ДСО судна соответствует критериям ИМО
(Хотя угол заката ДСО меньше 600, но за
счет величины GZmax  0,25  0,2 м этого,
в данном случае, вполне достаточно для
соблюдения установленных требований
ИМО.)
11) Проверяем соответствие исправленной метацентрической высоты установленным требованиям:
As it might be seen from all the
above, the GZ  curve of the ship complies
with the requirements of IMO (Even though
angle of vanishing stability is less than 600, in
this case, because of GZmax  0,25  0,2 м , it
is enough in order to comply with the IMO
requirements.)
11) The number of the corrected metacentric height of the ship is to be verified with
the IMO requirement:
GM cor  0,603 m  0,15 m .
12) Полученные результаты по факти12) All real numbers of the ship stability
ческим значениям критериев остойчиво- criteria and the IMO requirements are repreсти и их установленные нормы предста- sented in Table 5.
вим в виде табл. 5.
Name
of Criterion
Weather criteria
Term
area B
Units
Actual number
area B
1
Table 5
IMO
requirement
area B
1
area A
area A
–
030
m rad
0,0615
≥0,055
040
m rad
0,1005
≥0,09
3040
m rad
0,039
≥0,03
Righting lever at angle
  300
Heel angle for GZ max
GZ 300
m
0,208
≥0,20
m
degree
38,2
≥25
Corrected metacentric
height
GM cor
m
0,603
≥0,15
Area under the
GZ  curve
0
0
0
Заключение. Выбранный нами грузовой план (вариант размещения дополнительных грузов) вполне оптимален как по
параметрам посадки, так и по критериям
остойчивости судна, поэтому он может
быть фактически реализован.
area A
Conclusion. The chosen cargo plan
(loading version of the additional weights) is
quite appropriate with respect to the ship attitude and stability criteria as well; therefore, it
can be used for actual loading these additional single weights on board ship.
-26-
APPENDIX 1.
ГИДРОСТАТИЧЕСКИЕ ТАБЛИЦЫ
(КРИВЫЕ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ЧЕРТЕЖА)
(HYDROSTSTATIC DATA)
TF

XB
metres
tons
metres metres
1
2.000
2.050
2.100
2.150
2.200
2.250
2.300
2.350
2.400
2.450
2.500
2.550
2.600
2.650
2.700
2.750
2.800
2.850
2.900
2.950
3.000
3.050
3.100
3.150
3.200
3.250
3.300
3.350
3.400
3.450
3.500
3.550
3.600
3.650
3.700
3.750
2
1991.05
2047.56
2104.22
2161.04
2218.00
2275.11
2332.36
2389.73
2447.21
2504.80
2562.48
2620.19
2678.01
2735.93
2793.97
2852.10
2910.34
2968.69
3027.12
3085.65
3144.26
3202.95
3261.72
3320.55
3379.46
3438.44
3497.51
3556.64
3615.85
3675.16
3734.56
3794.06
3853.66
3913.34
3973.10
4032.97
3
47.980
47.984
47.988
47.992
47.995
47.999
48.003
48.008
48.012
48.017
48.022
48.026
48.030
48.034
48.038
48.042
48.047
48.051
48.055
48.060
48.064
48.069
48.073
48.077
48.081
48.085
48.089
48.093
48.096
48.099
48.102
48.104
48.106
48.108
48.109
48.110
KB
4
1.061
1.088
1.115
1.141
1.168
1.194
1.221
1.247
1.274
1.300
1.327
1.353
1.380
1.406
1.432
1.459
1.485
1.512
1.538
1.564
1.590
1.617
1.643
1.669
1.696
1.722
1.748
1.774
1.800
1.827
1.853
1.879
1.905
1.931
1.958
1.984
TPC
tons
cm
5
11.29
11.32
11.35
11.38
11.41
11.44
11.46
11.49
11.51
11.52
11.53
11.55
11.57
11.59
11.62
11.64
11.66
11.68
11.69
11.71
11.73
11.74
11.76
11.77
11.79
11.80
11.82
11.83
11.85
11.87
11.89
11.91
11.93
11.94
11.96
11.98
XF
metres
6
48.116
48.125
48.135
48.145
48.154
48.164
48.180
48.196
48.214
48.251
48.190
48.207
48.225
48.240
48.252
48.262
48.273
48.282
48.293
48.304
48.315
48.316
48.317
48.318
48.317
48.310
48.318
48.313
48.301
48.286
48.267
48.249
48.226
48.206
48.183
48.157
M  10
t m
deg
7
8850.27
8890.48
8931.68
8971.31
9011.15
9046.34
9077.02
9108.27
9136.34
9147.42
9113.51
9148.01
9181.68
9213.98
9249.32
9277.72
9306.25
9336.12
9363.07
9389.15
9416.10
9436.95
9457.84
9478.53
9500.68
9527.32
9539.80
9564.92
9594.24
9627.29
9662.58
9698.41
9731.54
9763.27
9798.36
9839.41
KM L
KM
metres
metres
8
254.66
248.75
243.18
237.83
232.75
227.80
222.96
218.36
213.88
209.22
203.75
200.02
196.42
192.94
189.66
186.36
183.19
180.17
177.20
174.32
171.57
168.79
166.12
163.53
161.06
158.74
156.26
154.07
152.01
150.07
148.23
146.45
144.67
142.93
141.29
139.77
9
10.843
10.662
10.492
10.332
10.180
10.033
9.891
9.755
9.621
9.490
9.365
9.248
9.137
9.031
8.932
8.836
8.745
8.658
8.572
8.489
8.409
8.331
8.256
8.184
8.117
8.053
7.993
7.935
7.880
7.828
7.778
7.731
7.686
7.640
7.597
7.557
-27-
1
3.800
3.850
3.900
3.950
4.000
4.050
4.100
4.150
4.200
4.250
4.300
4.350
4.400
4.450
4.500
4.550
4.600
4.650
4.700
4.750
4.800
4.850
4.900
4.950
5.000
5.050
5.100
5.150
5.200
5.250
5.300
5.350
5.400
5.450
5.500
5.550
5.600
5.650
5.700
5.750
5.800
5.850
5.900
5.950
6.000
2
3
4092.94 48.110
4153.02 48.110
4213.21 48.109
4273.49 48.108
4333.88 48.107
4394.39 48.105
4455.02 48.103
4515.78 48.099
4576.67 48.096
4637.69 48.091
4698.84 48.086
4760.11 48.081
4821.52 48.075
4883.08 48.068
4944.80 48.061
5006.67 48 052
5068.71 48.043
5130.74 48.035
5192.96 48.026
5255.37 48.016
5318.00 48.005
5380.85 47.992
5443.91 47.979
5507.18 47.965
5570.68 47.949
5634.42 47.933
5698.47 47.915
5762.84 47.895
5827.59 47.873
5892.77 47.849
5958.38 47.823
6024.40 47.794
6090.89 47.763
6157.94 47.729
6225.51 47.692
6293.54 47.653
6361.99 47.612
6430.83 47.569
6500.06 47.525
6569.62 47.480
6639.46 47.434
6709.58 47.387
6779.94 47.340
6850.53 47.293
6921.33 47.246
4
2.010
2.036
2.063
2.089
2.115
2.141
2.168
2.194
2.220
2.247
2.273
2.299
2.326
2.352
2.379
2.405
2.432
2.458
2.485
2.511
2.538
2.565
2.592
2.619
2.645
2.672
2.700
2.727
2.754
2.782
2.810
2.837
2.865
2.893
2.922
2.950
2.978
3.007
3.035
3.064
3.093
3.121
3.150
3.179
3.207
5
12.00
12.02
12.05
12.07
12.09
12.11
12.14
12.16
12.19
12.22
12.24
12.27
12.29
12.33
12.36
12.39
12.42
12 42
12.46
12.50
12.55
12.59
12.63
12.67
12.72
12.78
12.84
12.91
12.99
13.08
13.16
13.24
13.36
13.45
13.54
13.65
13.73
13.81
13.88
13.94
14.00
14.05
14.10
14.14
14.18
6
7
48.123 9885.36
48.095 9925.59
48.064 9967.25
48.034 10009
48.003 10049
47.956 10098
47.905 10150
47.853 10203
47.799 10257
47.747 10311
47.695 10364
47.645 10418
47.585 10478
47.511 10551
47.437 10624
47.36f 10697
47.284 10770
47.332 10713
47.243 10798
47.127 10907
47.012 11013
46.902 11114
46.792 11216
46.676 11322
46.562 11429
46.413 11575
46.239 11744
46.063 11914
45.835 12131
45.570 12393
45.348 12613
45.125 12836
44.769 13202
44.521 13459
44.256 13740
43.951 14071
43.730 14311
43.522 14541
43.316 14768
43.178 14923
43.043 15072
42.916 15217
42.801 15351
42.713 15457
42.626 15563
8
138.37
136.92
135.53
134.18
132.84
131.64
130.53
129.44
128.39
127.37
126.37
120.38
124.50
123.79
123.09
122.40
121 73
119.62
119.13
11890
118.64
118.33
11803
117.78
117.54
117.69
118.07
118.44
119.26
120.49
121.27
122.07
124.17
125.21
126.44
128.09
128.87
129.54
130.16
130.13
130.05
129.93
129.72
129.27
128.82
9
7.519
7.483
7.448
7.416
7.385
7.357
7.332
7.307
7.284
7.263
7.242
7.222
7.204
7.187
7.171
7.157
7.144
7.133
7.124
7.116
7.110
7.104
7.100
7.095
7.090
7.089
7.089
7.090
7.097
7.101
7.107
7.115
7.123
7.131
7.142
7.152
7.163
7.175
7.190
7.201
7.213
7.226
7.239
7.248
7.259
-28-
1
2
3
6.050 6992.32 47.198
6.100 7063.52 47.151
6.150 7134.89 47.104
6.200 7206.41 47.056
6.250 7278.06 47.009
6.300 7349.84 46.962
6.350 7421.78 46.916
6.400 7493.87 46.869
6.450 7566.10 46.824
6.500 7638.48 46.779
6.550 7711.01 46.734
6.600 7783.69 46.690
6.650 7856.53 46.646
6.700 7929.51 46.603
6.750 8002.62 46.561
6.800 8075.88 46.519
6.850 8149.27 46.478
6.900 8222.81 46.438
6.950 8296.48 46.398
4
3.236
3.265
3.293
3.322
3.351
3.379
3.408
3.437
3.465
3.494
3.522
3.551
3.579
3.608
3.636
3.665
3.693
3.722
3.750
5
14.22
14.26
14.29
14.32
14.34
14.37
14 40
14.43
14.46
14.49
14.52
14.55
14.58
14.61
14.64
14.66
14 69
14.72
14.75
6
42.544
42.464
42.383
42.302
42.218
42.176
42.139
42.102
42.073
42.036
42.015
41.995
41.979
41.972
41.968
41.966
41.970
41.974
41.978
7
15673
15777
15840
15903
15946
16030
16116
16194
16275
16344
16436
16526
16615
16696
16780
16863
16948
17033
17118
8
128.41
127.96
127.19
126.43
125.52
124.95
124.40
123.80
123.23
122.59
122.12
121.64
121.16
120.63
120.13
119.62
119.15
118.67
118.21
9
7.270
7.282
7.292
7.303
7.313
7.321
7.329
7.338
7.347
7.356
7.366
7.376
7.385
7.394
7.402
7.411
7.420
7.429
7.439
-29APPENDIX 2.
ИНТЕРПОЛЯЦИОННЫЕ КРИВЫЕ (ПАНТОКАРЕНЫ)
(CROSS CURVES OF STABILITY)

TKM
tons
metres
50
100
200
300
400
500
600
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1991
2.00
0.940
1.848
3.442
4.539
5.328
5.875
6.055
2104
2.10
0.911
1.794
3.371
4.491
5.309
5.865
6.065
2218
2.20
0.884
1.744
3.304
4.446
5.292
5.852
6.079
2332
2.30
0.859
1.699
3.239
4.404
5.278
5.836
6.095
2447
2.40
0.836
1.657
3.179
4.364
5.264
5.819
6.112
2562
2.50
0.815
1.618
3.123
4.327
5.249
5.802
6.128
2678
2.60
0.796
1.582
3.070
4.291
5.233
5.787
6.144
2794
2.70
0.778
1.550
3.020
4.257
5.215
5.775
6.159
2910
2.80
0.762
1.519
2.974
4.224
5.195
5.765
6.172
3027
2.90
0.747
1.491
2.932
4.193
5.173
5.755
6.184
3144
3.00
0.733
1.465
2.893
4.164
5.150
5.747
6.194
3262
3.10
0.721
1.441
2.856
4.138
5.125
5.740
6.202
3379
3.20
0.709
1.419
2.822
4.113
5.099
5.734
6.208
3498
3.30
0.698
1.399
2.791
4.090
5.073
5.729
6.213
3616
3.40
0.689
1.381
2.762
4.068
5.049
5.724
6.215
3735
3.50
0.680
1.363
2.735
4.048
5.025
5.721
6.215
3854
3.60
0.671
1.348
2.710
4.029
5.003
5.717
6.214
3973
3.70
0.664
1.334
2.687
4.010
4.982
5.715
6.211
4093
3.80
0.657
1.321
2.665
3.991
4.962
5.713
6.207
4213
3.90
0.651
1.309
2.646
3.972
4.943
5.711
6.202
4334
4.00
0.646
1.298
2.629
3.951
4.926
5.708
6.195
4455
4.10
0.641
1.289
2.614
3.929
4.910
5.705
6.187
4577
4.20
0.637
1.281
2.601
3 907
4.895
5.701
6.178
4699
4.30
0.633
1.273
2.589
3.885
4.880
5.696
6.167
4822
4.40
0.630
1.266
2.579
3.862
4.867
5.689
6.156
4945
4.50
0.627
1.261
2.570
3.839
4.854
5.682
6.144
5069
4.60
0.625
1.255
2.562
3.818
4.843
5.673
6.131
5193
4.70
0.623
1.251
2.555
3.797
4.832
5.664
6.117
5318
4.80
0.621
1.249
2.549
3.777
4.823
5.654
6.103
LK at specific heel angles,
metres
-30-
1
2
3
4
5
6
7
8
9
5444
4.90
0.620
1.248
2.545
3.758
4.814
5.643
6.088
5571
5.00
0.620
1.247
2.541
3.740
4.806
5.631
6.072
5698
5.10
0.620
1.247
2.538
3.724
4.799
5.619
6.056
5828
5.20
0.621
1.248
2.536
3.709
4.791
5.606
6.039
5958
5.30
0.622
1.249
2.534
3.695
4.783
5.592
6.022
6091
5.40
0.624
1.251
2.531
3.682
4.775
5.577
6.005
6226
5.50
0.625
1.254
2.527
3.670
4.767
5.561
5.987
6362
5.60
0.627
1.256
2.521
3.659
4.758
5.544
5.968
6500
5.70
0.629
1.259
2.514
3.650
4.748
5.527
5.950
6639
5.80
0.631
1.263
2.507
3.641
4.738
5.508
5.931
6780
5.90
0.633
1.266
2.499
3.634
4.728
5.490
5.912
6921
6.00
0.635
1.269
2.492
3.627
4.716
5.470
5.893
7064
6.10
0.637
1.272
2.485
3.621
4.703
5.450
5.873
7206
6.20
0.638
1.276
2.478
3.616
4.688
5.429
5.853
7350
6.30
0.640
1.279
2.473
3.611
4.673
5.408
5.832
7494
6.40
0.642
1.282
2.467
3.608
4.657
5.386
5.811
7638
6.50
0.643
1.285
2.462
3.604
4.641
5.363
5.790
7784
6.6
0.645
1.289
2.457
3.601
4.623
5.339
5.769
7929
6.70
0.646
1.292
2.453
3.598
4.604
5.315
5.747
8076
6.80
0.648
1.293
2.449
3.595
4.585
5.290
5.724
8223
6.90
0.649
1.290
2.445
3.592
4.566
5.265
5.702
8370
7.00
0.651
1.285
2.442
3.587
4.545
5.239
5.679
-31-
APPENDIX 3.
13.2. Требования ИМО к остойчивости
судов (Кодекс остойчивости 2008)
Требования ИМО к остойчивости
судов до 1 июля 2010 года были определены в «Кодексе остойчивости неповрежденных судов всех типов, на которые
распространяются документы ИМО»
[10], который был принят 4.11.1993 [резолюция А.749(18)], а позднее, в 1998 г, дополнен и исправлен [14]. В декабре 2008
года в соответствие с резолюцией
MSC.267(85) принят новый Кодекс остойчивости неповрежденных судов (2008 Intact Stability Code), a также Комментарии
к Кодексу [18] для лучшего разъяснения и
использования основных положений нового Кодекса для стран--членов ИМО. В соответствие с резолюцией MSC.267(85) Кодекс остойчивости неповрежденных судов 2008 (далее, Кодекс остойчивости
2008) вступает в силу с 1 июля 2010 года
(одновременно c моментом вступления в
силу соответствующих поправок к Конвенции SOLAS 1974 г. и Протоколу о грузовой марке 1988 г.) [17].
Главная цель Кодекса остойчивости 2008 – изложить обязательные и рекомендуемые критерии остойчивости и другие мероприятия для обеспечения безопасности мореплавания, минимизации
риска для судов и людей на борту, а также
для окружающей среды. Во введении и
части А Кодекса остойчивости 2008 изложена информация об обязательных
критериях остойчивости судов, а в части
В содержится информация рекомендательного характера.
Кодекс остойчивости 2008 содержит критерии (требования) к остойчивости неповрежденных судов и подвижных
морских сооружений длиной не менее 24
м, если не указано иное. А именно:
–грузовых судов;
–грузовых судов, перевозящих лесные
палубные грузы;
13.2. Stability Requirements of IMO
(International Code on Intact Stability,
2008
The IMO intact stability requirements
are represented in the Code on Intact Stability
for All Ships Covered by IMO Instruments
adopted by Resolution A.749(18) on 4.11.93
[10], and then, this Code was amended and
corrected in 1998 [14]. In December 2008,
The International Code on Intact Stability
(2008 IS Code) was adopted by Resolution
MSC.267(85). At the same time, in 2008, the
Explanatory Notes to the International Code
of Intact Stability were approved by Maritime
Safety Committee [18] to ensure inform interpretation and application of this Code by
Member Governments. According to Resolution MSC.267(85), the International Code of
Intact Stability (2008 IS Code) has taken effect on 1 July 2010 (upon the entry into force
of the respective amendments to the 1974
SOLAS Convention and 1988 Load Line Protocol) [17].
The purpose of the 2008 IS Code is to
present mandatory and recommendatory stability criteria and other measures for ensuring
the safe operation of ships, to minimize the
risk to such ships, to the personnel on board
and to the environment. Introduction and
part A of the 2008 IS Code address the mandatory criteria and part B contains recommendations and additional guidelines.
The 2008 IS Code contains intact stability criteria for the following types of ships
and other marine vehicles of 24 m in length
and above, unless otherwise stated:
–cargo ships;
–cargo ships carrying timber deck cargoes;
-32–пассажирских судов;
–рыболовных судов;
–судов специального назначения;
–оффшорных судов обеспечения;
–подвижных буровых установок;
–понтонов;
–судов, перевозящих контейнеры на
палубе, и контейнеровозов.
Между новым Кодексом 2008 и Кодексом остойчивости в соответствие с
резолюцией А.749(18) 1993 года в части
обязательных критериев остойчивости
разница незначительная. В данной книге
будут изложены обязательные критерии
и требования к остойчивости, изложенные
в Кодексе 2008. При этом, если они имеют отличия от старого кодекса, то всякий
раз это будет специально оговариваться.
13.2.1. Критерий сильного ветра и бортовой качки (Критерий погоды)
Согласно Кодексу остойчивости
2008 одним из обязательных критериев
остойчивости является критерий сильного ветра и бортовой качки (критерий
погоды), который по существу нормирует
динамическую остойчивость судна. Согласно этому критерию судно должно
быть способным противостоять совместному воздействию бокового ветра и бортовой качки, как показано на рис. 13.2, с
учетом следующих обстоятельств:
1) первоначально судно подвергается
воздействию постоянного ветра, направленного перпендикулярно его диаметральной плоскости, которому соответствует плечо кренящего момента lw1 ;
2) судно, раскачиваясь из-за волнения
моря вокруг равновесного угла крена 0
(вызванного давлением постоянного ветра), отклоняется на угол амплитуды качки
1 на наветренную сторону (на рис. 13.2 –
на левый борт). Угол крена от постоянного ветра 0 не должен превышать 160 или
80% от угла входа в воду края палубы
судна, в зависимости от того, что меньше;
3) в этот же самый момент судно подвергается воздействию шквального бокового ветра, которому соответствует плечо
–passenger ships;
–fishing vessels;
–special purpose ships;
–offshore supply vessels;
–mobile offshore drilling units (MODU);
–pontoons;
–cargo ships carrying containers on deck
and containerships.
There are some negligible differences
between the mandatory stability criteria contained in the new 2008 IS Code and the old
one: Stability Code adopted by Resolution
А.749(18). In this book, the mandatory stability criteria and requirements included in the
2008 IS Code will be discussed. At the same
time, when some of these criteria are different
from the ones that included in the old Stability Code, this will be necessarily noted.
13.2.1. A Severe Wind and Rolling
Criterion (Weather Criterion)
According to the IMO requirements,
the basic stability criterion is a Severe Wind
and Rolling Criterion (Weather Criterion)
that, in fact, demonstrates and calculates a
dynamic stability of ship. According to this
criterion, a ship must demonstrate the ability
to withstand the combined effects of beam
wind and rolling without capsizing the combined effects of the lateral wind and rolling
with reference to fig. 13.2 as follows:
1) originally, the ship is subjected to a
steady wind pressure acting perpendicular to
the ship’s centerline which results in a steady
wind heeling lever lw1 ;
2) from the resultant angle of equilibrium
0 , the ship is assumed to roll owing to wave
action to an angle of roll 1 to windward (in
fig.13.2, to port). The angle of heel under action of steady wind 0 should not exceed 160
or 80% of the angle of deck edge immersion,
whichever is less:
-33кренящего момента lw 2 ;
4) при изложенных в пп. 1-3 обстоятельствах площадь сегмента В должна
быть равна или быть больше, чем площадь
сегмента А (рис.13.2). Это означает, что
наибольший угол динамического крена
судна под воздействием шквального ветра
с плечом lw 2 не может превышать угла 2 .
В соответствие с Кодексом остойчивости 2008 (так же как и с предыдущим) [14,17], площадь В должна быть
справа ограничена углом крена 2 , который должен быть равен либо углу заливания судна  f , либо 500, либо углу второго
3) at the same moment of time, the ship
is then subjected to a gust wind pressure
which results in a gust wind heeling lever lw 2 ;
где pv  504 Па – давление ветра (это значение может быть уменьшено по согласованию с Администрацией ИМО);
Av – площадь парусности боковой поверхности судна и палубного груза выше
ватерлинии, м2;
zv – высота центра парусности судна
от центра подводной боковой площади
корпуса судна или, приблизительно, уровня, равного половине средней осадки судна, м;
 – водоизмещение судна, т;
g  9,81 м/с 2 – ускорение свободного
падения.
Замечание. По согласованию с Администрацией может быть использован
where pv  504 Pa – steady wind pressure
(this number might be reduced after the IMO
Administration agreement).
Av – projected lateral area of the portion of the ship and deck cargo above the
WL, m2;
zv – vertical distance from the centre
of Av to the centre of the underwater lateral
area or approximately to a point at one half
the mean draught, m;
4) under circumstances stated in pp. 1-3,
area B must be equal to or greater than area A,
as indicated in fig. 13.2. This means that, under action of the gust wind which results heeling lever lw 2 , the biggest dynamical heel angle of the ship must not exceed angle 2 .
According to 2008 IS Code (as well as
the previous one) [14,17], the area В must be
restricted on the right side by angle 2 that
0
пересечения c , в зависимости от того, что equal to an angle of down-flooding  f or 50
or c (angle of the second intersection beменьше (рис.13.2).
Примечание. Статический угол tween the lw 2  curve and the GZ-curve),
крена 0 не должен превышать 160 либо whichever is less (fig. 13.2).
угла, равного 0,8 угла входа в воду кромки
открытой палубы, в зависимости от того,
Note. The angle of heel under action
какой из них меньше.
of a steady wind 0 should not exceed 160 or
В целом алгоритм расчета критерия
80% of the angle of deck edge immersion,
погоды следующий:
1) Определяется плечо кренящего мо- whichever is less.
мента от постоянно дующего ветра по
The sequent procedure of the Weather
формуле:
criterion calculation is the next:
1) Heeling lever due to steady wind pressure is determined as follows :
p  Av  zv
(13.1)
lw1  v
,
1000 g
  displacement, t;
g  9,81 м/s 2 – gravity acceleration.
Note.
Alternative means for deter-
-34альтернативный метод определения плеча
кренящего момента от постоянно дующего
ветра lw1 . В этом случае проводится специальный тест в соответствии с Руководством [19]. При проведении этого теста
скорость ветра должна быть 26 м/с по всей
высоте профиля, воздействующего на судно. Эта скорость может быть уменьшена
(по согласованию с Администрацией) для
судов ограниченного района плавания
[17].
2) Вычисляем плечо кренящего
момента от шквального ветра:
mining the wind heeling lever lw1 mat be accepted, to the satisfaction of the Administration, as an equivalent to equation (13.1).
When such alternative test are carried out,
reference must be made based on the Guidelines [19]. The wind velocity used in the tests
must be 26 m/s in full scale uniform velocity
profile. The value of wind velocity used for
ships in restricted services may be reduced to
the satisfaction of the Administration [17].
2) Heeling lever due to a gust lateral
wind is calculated as:
lw2  1,5  lw1.
(13.2)
3) Определяем амплитуду начальной
3) The amplitude of the ship rolling around
качки судна вокруг равновесного угла 0 an equilibrium angle 0 (angle of roll 1 to
(угол крена 1 в сторону шквального вет- windward) is calculated as follows [14,17]:
ра) по формуле [14,17]:
1  109  k  X 1  X 2  r  s ,
(13.3)
где X 1 , X 2 , s – коэффициенты, определяемые по табл. 13.2 (составлена на основе
IMO Resolution A.749(18) и 2008 IS Code
[10,11,16,17];
V
CB 
– коэффициент общей полLBT
ноты;
T, L  средняя осадка и длина судна, м;
where X 1 , X 2 , s – coefficients as shown in
Table 13.2 extracted from IMO Resolution
A.749(18) and 2008 IS Code [10,11,16,17];
CB 
V
– block coefficient of the
LBT
ship;
T, L  mean molded draught and
length of the ship at waterline, m;
B  ширина корпуса судна на миделе,
B  molded breadth of the ship, m;
м;
AK – суммарная габаритная площадь
скуловых килей, либо площадь боковой
проекции брускового киля, либо сумма этих
площадей, м2;
k – коэффициент, определяемый следующим образом:
– k  1 ,если судно не имеет скуловых
или брускового киля;
– k =0,7, если судно имеет острые
скулы;
– k определяется по табл. 13.2, если
судно имеет скуловые кили, брусковый
киль или то и другое вместе;
r  параметр, определяемый по формуле:
AK – total overall area of bilge keels
or area of the lateral projection of the bar
keel, or sum of these areas, m2;
k – coefficient as follows:
– k  1 for round-bilged ship having no bilge or bar keels;
– k =0,7 for a ship having sharp
bilges;
– k is selected from Table 13.2 for
a ship having bilge keels, a bar keels or both;
r  factor determined by formula:
-35-
r  0,73  0,6 
где KG  аппликата ЦТ судна, м.
s  коэффициент, определяемый по
табл. 13.1 в зависимости от периода собственной качки судна  r . При недостатке
информации это период может быть вычислен по следующей приближенной
формуле:
r 
KG  T
T
(13.4)
,
where KG  the height of the centre of gravity above keel, m;
s  factor as shown in Table 13.1 with
respect to natural roll period of a ship  r . In
absence of sufficient information, the following approximate formula can be used:
2cB
;
GM cor
(13.5)
c  0,373  0,023( B / T )  0,043( L / 100),
где GM cor  исправленная метацентрическая высота судна, м.
Замечание. Амплитуда собственной качки 1 для судов, имеющих устройства для успокоения качки, должна определяться без учета их работы, если Администрации не представлены доказательства, что эти устройства могут эффективно работать даже в отсутствие источников
энергии.
Values of factor
X1
B/T
X1
Values of factor
X2
X2
CB
 2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
3.0
3.1
3.2
3.3
3.4
 3.5
 0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
 0.70
1.0
0.98
0.96
0.95
0.93
0.91
0.90
0.88
0.86
0.84
0.82
0.90
0.75
0.82
0.89
0.95
0.97
1.0
(13.6)
where GM cor  metacentric height corrected
for free surface effect, m.
Note. The angle of natural roll 1 for
ships with anti-rolling devices should be determined without taking the operation of
these devices unless the Administration is satisfied with the proof that the devices are effective even with sudden shutdown of their
supply power.
Values of factor
k
k
AK
 1000
LB
0
1.0
1.0
0.98
1.5
0.95
2.0
0.88
2.5
0.70
3.0
0.74
3.5
0.72
0.70
 4.0
Table 13.1
Values of factor
s
s
r
6
7
8
12
14
16
18
 20
0.100
0.098
0.093
0.065
0.053
0.044
0.038
0.035
4) Откладываем величину lw1 на ДСО
4) The horizontal line corresponding the
судна и в точке пересечения с кривой пле- number of lw1 should be plotted on the GZча восстанавливающего момента опреде- curve and, after that, at the point of intersec-
-36ляем угол статического крена судна 0 от tion with the righting lever curve, a quantity
of the equilibrium heel angle 0 due to steady
постоянно дующего ветра (рис. 13.2).
wind pressure is to be determined (fig. 13.2).
5) From the equilibrium heel angle due to
5) От найденного значения 0 откладываем влево величину амплитуды бортовой steady wind action 0 , the number of angle of
качки 1 и в точке пересечения с кривой roll 1 is to be plotted and, through a point of
ДСО проводим вертикальную прямую intersection with the GZ-curve, a vertical line
should be drawn up (fig. 13.2).
(рис. 13.2).
6) A horizontal line corresponding with the
6) Откладываем на ДСО плечо кренящего момента от шквального ветра lw 2 до quantity of heeling lever due to the gust wind
пересечения с проведенной ранее верти- action lw 2 is to be drawn up to the interкальной прямой и нисходящей ветвью sections with the righting lever curve and the
плеча восстанавливающего момента (рис. vertical line that was just drawn (fig. 13.2).
13.2).
7) The right side boarder of segment B is
7) Определяем правую границу площади B (рис. 13.2), для чего на ДСО прово- to be determined by means of drawing on the
дим вертикаль, соответствующую углу за- GZ-curve graph a vertical line through angle
0
ливания судна  f , или углу 500, или c of down-flooding  f or 50 or c (angle of
(пересечения плеча lw2 с нисходящей вет- the second of intersection between the GZвью ДСО), в зависимости от того, что curve and lw 2  curve) whichever is less.
меньше.
pw
S A  SB
GZ-curve
WL
B
A
l w1
lw 2
2
0
c

1
Figure 13.2
8) Остойчивость судна считается соот8) The ship stability is considered as an apветствующей критерию погоды, если propriate to the Weather criterion if a segплощадь сегмента A меньше или равна ment area A is equaled to or less than a segплощади сегмента B (рис. 13.2). То есть
ment area B (fig. 13.2). In other words:
-37K IMO 
13.2.2. Метацентрическая высота
Начальная остойчивость судна
также нормируется ИМО, основным критерием которой является исправленная
метацентрическая высота (в Кодексе
остойчивости 2008 и более ранних документах ИМО она обозначена GM 0 ). Согласно [10,14.17] начальная метацентрическая высота судна, исправленная на свободные поверхности жидкости, должна
быть не менее 0,15 м:
SB
 1.
SA
(13.7)
13.2.2. Metacentric height
An initial stability of ships is also under authority of IMO. Its basic criterion is a
metacentric height corrected for free surface
effect (In 2008 IS code and previous IMO
documents, this is lettered as GM 0 ). According to [10,11,17], the initial metacentric
height corrected for free surface effect shall
not be less than 0,15 metres:
GM0  0,15 m.
(13.8)
Замечание. В Кодексе 2008, так же
как и предыдущем Кодексе остойчивости
1993 [14], прямо не сказано, что GM 0 -это исправленная метацентрическая высота судна [14,17]. Там дословно записано
следующее: метацентрическая высота
GM 0 должна быть не менее 15 м. Однако, в Комментариях к Кодексу 2008 [18]
на рис. 1 представлена ДСО судна, на которой проведена касательная и показана
величина метацентрической высоты судна, обозначенная как GM 0 . Поскольку
ДСО судна строится с учетом поправки на
свободные поверхности жидкости (FSC),
то это косвенно подтверждает, что под величиной GM 0 в Кодексе 2008 и других
документах подразумевается начальная
метацентрическая высота, исправленная
на свободные поверхности жидкостей.
Note. In the 2008 IS Code and Stability Code 1993 as well, there is not directly
stated that value of GM 0 is a metacentric
height of a ship corrected for free surface effect [14,17]. These documents directly say
that: the initial metacentric height GM 0 shall
not be less than 0,15m. Nevertheless, in the
Explanatory Notes to the 2008 IS Code [18]
on figure1, the GZ-curve of a ship is demonstrated through the origins of which a tangent
line was drawn and, in a addition, the value
of the metacentric height was shown and lettered as GM 0 . Since a GZ-curve of a ship is
to be calculated and drawn under the condition of taking into account free surface effect
of liquids (FSC), consequently, this circumstance indirectly approves that value of GM 0
used in 2008 IS Code and other documents is
the initial metacentric height corrected for
free surface effect.
13.2.3. Диаграмма статической
остойчивости
В соответствии с нормами ИМО
[10,17] ДСО судна, построенная с учетом
поправки к высоте ЦТ на свободные поверхности жидкостей ( KGcor ), должна отвечать следующим требованиям:
a) Площадь под кривой плеча восста-
13.2.3. The Righting Lever Curve
Properties
According to the IMO requirements
[10,17], the properties of the righting lever
curve (GZ-curve) of a ship calculated and designed with KG , corrected for free surface
effect ( KGcor ), should be as follows:
a) The area under the righting lever curve
-38навливающего момента GZ должна быть
не менее 0,055 м  рад до угла крена
  300 и не менее 0,090 м  рад до угла
  400 , или угла заливания  f , если этот
угол меньше, чем 400. Кроме того, площадь под кривой GZ между углами 30 и
400 или между 300 и  f , если этот угол
меньше, чем 400, должна быть не менее
0,030 м  рад .
b) Плечо восстанавливающего момента
GZ должно быть не меньше, чем 0,20 м
при углах крена 300 и более.
c) Максимальное плечо GZ max должно
достигаться при углах крена не менее, чем
250. Если это практически нецелесообразно, то альтернативные критерии, основанные на соответствующем уровне безопасности [18], могут быть установлены по согласованию с Администрацией.
( GZ -curve) shall not be less than
0,055 m  rad up to   300 angle of heel
and not be less than 0,090 m  rad up to
  400 or the angle of down-flooding  f if
this angle is less than 400. Additionally, the
area under the GZ -curve between the angles
of heel 300 and 400 or between 300 and  f if
this angle is less than 400 shall not be less
than 0,030 m  rad .
b) The righting lever GZ shall be at
least 0,20m at an angle of heel equal to or
greater than 300.
c) The maximum righting lever GZ max
shall occur at an angle of heel not less than
250. If this is not practicable, alternative criteria, based on an equivalent level of safety
[18], may be applied to the approval of the
Administration.
13.2.4. Специальные критерии
13.2.4. Special Stability Criteria for
остойчивости для отдельных типов
Certain Types of Ships
судов
Кроме основных обязательных криIn addition to mandatory general staтериев остойчивости, изложенных выше, в bility criteria mentioned above, in the 2008
Кодексе остойчивости 2008 оговорены IS Code, the special mandatory stability criобязательные специальные нормы и кри- teria for passenger ships and cargo ships
терии остойчивости для пассажирских carrying timber deck cargoes are adopted
судов и грузовых судов, перевозящих лес- [17]. In addition, in the mandatory chapter
ные палубные грузы. Кроме того, в обяза- (chapter A) of the IS Code, cargo ships carтельном разделе (части А) Кодекса остой- rying grain in bulk and high-speed craft are
чивости 2008 отдельно упоминаются суда, specially mentioned [17].
перевозящие зерно и скоростные суда
[17].
В частности, для пассажирских
Specifically, for passenger ships
судов установлены следующие дополни- were established the next additional mandaтельные требования к остойчивости:
tory stability criteria:
 угол крена из-за скопления пасса the angle of heel on account of crowdжиров у одного борта (рассчитывается по ing of passengers to one side as defined
специальной методике [14,17]) не должен [14,17] must not exceed 100;
превышать 100;
 угол крена на циркуляции также не
 the angle of heel on account of turning
0
должен превышать 10 . При этом креня- must not exceed 100 when calculated using
щий момент на циркуляции рассчитывает- the following formula of the heeling moment:
ся по следующей формуле:
V2
T
(13.9)
M h  0,02  0    ( KG  ),
L
2
где V0  эксплуатационная скорость, м/с;
where V0  service speed, m /s;
-39-
L  длина судна, м;
  весовое водоизмещение, т;
T  средняя осадка, м;
KG  возвышение ЦТ судна над килем, м.
Для грузовых судов, перевозящих
лесные палубные грузы, в Кодексе остойчивости 2008 оговорено, что эти суда
должны в полной мере соответствовать
требованиям п. 13.2.1-13.2.3, если с Администрацией
не
согласованы
альтернативные критерии остойчивости [17].
Основная суть этих критериев следующая:
1) ДСО судов, перевозящих лесные
палубные грузы, при вариантах загрузки
палубным грузом леса между надстройками [17] на больших углах крена
должно быть следующее:

площадь под кривой GZ должна
быть не менее 0,080 м  рад до угла крена
  400 или угла заливания, если последний меньше 400;
 максимальное плечо восстанавливающего момента GZmax  0,25 м.
2) В течение всего времени рейса
исправленная метацентрическая высота
GM 0 должна быть не менее 0,1м (с учетом
намокания леса и обледенения).
3) При расчете критерия погоды
судна в соответствии с п.13.2.1 угол крена
от постоянно дующего ветра 0 имеет
только одно ограничение --160 (ограничение 80% от угла входа кромки палубы в
воду не учитывается).
L  length of a ship, m;
  displacement, t;
T  mean draught, m;
KG  height of the centre of gravity
above keel, m.
According to the 2008 IS Code, cargo
ships carrying timber deck cargoes shall
comply with the requirements of chapters
13.2.1-13.2.3 unless the Administration is
satisfied with the application of alternative
stability criteria [17]. These alternative criteria are as follows:
1) For ships loaded with timber deck
cargoes and provided that the cargo extends
longitudinally between superstructures [17] at
large angles of heel may be:
 the area under the righting lever curve
( GZ -curve) shall not be less than
0,080 m  rad up to   400 or the angle of
flooding if this angle is less than 400;
 the maximum value of the righting lever GZmax  0,25 m.
2) At all times during a voyage, the metacentric height GM 0 shall not be less than
0,1m, taking into account the absorption of
water by the deck cargo and/or ice accretion
on the exposed surfaces.
3) When determining the ability of the
ship to withstand a combined effects of beam
wind and rolling according to 13.2.1, the 160
limiting angle of heel under action of steady
wind shall be complied with, but the additional criterion of 80% of the angle of deck
edge immersion may be ignored.
-40(REFERENCE)
1. Никитин Е.В. Остойчивость судна: теория, оценка и контроль в условиях эксплуатации. --На русском и английском языках.
Севастополь, Академия ВМС
им.П.С.Нахимова. 2009—236с.
2. Мельник В.Н. Эксплуатационные расчеты мореходных характеристик судна.
М.: Транспорт, 1990. – 142 с.
3. Nikitin Y.V. Fundamentals of Ship Theory. Volume 1. Stability of Ship. Севастополь,
СВМИ им. П.С.Нахимова. 2004—130с.
4. Gillmer T.C., Johnson B. Introduction to Naval Architecture. Annapolis: Naval Institute
Press. – Maryland, USA, 1982. – 324 p.
5. Rawson K.J., Tupper E.C. Basic Ship Theory. 2 volumes. –London & New York: Longman, 1976. – 623 p.
6. Muckle W. Naval Architecture for Marine Engineers. –London: Newnes-Butterworths,
1975. – 407 p.
7. Дробленков В.Ф., Ермолаев А.И. и др. Справочник по теории корабля. – М.: Воениздат, 1984. – 590 с.
8. Новиков Л.А., Житницкий М.И. Теория, устройство и живучесть корабля. – Л.:
ВВМУ им. Фрунзе, 1987. – 496 с.
9. Бобин В.И. Терминологический справочник судоводителя по ведению дел и документации на английском языке. – М.: Транспорт, 1999.– 272 с.
10. Derrett D.R. Ship Stability for Masters and Mates. Fifth edition. Butterworth- Heinemann. 1999.—447pp.
11. Справочник капитана дальнего плавания /Л.Р.Аксютин, Ю.И.Белов, В.М.Бондарь и
др. Под. ред. Г.Г.Ермолаева. М.: Транспорт, 1988. – 248 с.
12. Справочник по теории корабля. Т 1-3. Под ред. Войткунского И.Я. Л.: Судостроение, 1985.
13. Amendments to the Code on Intact Stability for all ships by IMO Instruments (Resolution
MSC.75 (69) amending Resolution A.749 (18). 1999.
14. Российский Морской Регистр Судоходства: Правила классификации и постройки
морских судов / Том 1 // НД №2-02001-052. – СПб., 2008. –500 c.