Как по знаку Bending Moment понять будет ли судно в состоянии Sagging или Hogging?

Сегодня рассмотрим довольно интересный вопрос.
Он звучит следующим образом: «Как по знаку Bending Moment понять будет ли судно в состоянии Sagging или Hogging?»

Sagging (прогиб) – это состояние продольной деформации судна, когда средняя осадка носом и кормой меньше чем осадка на миделе.
Hogging (перегиб) – это состояние продольной деформации судна, когда средняя осадка носом и кормой больше чем осадка на миделе.

Давайте изучим данный вопрос на примере танкера.
Сначала создадим ситуацию Sagging. Для этого мы примем груз и балласт в танки, которые находятся в районе миделя и оставим пустыми танки в носовой о кормовой оконечностях судна.

В таком случае судно получит прогиб (sagging):

Танкер в Sagging

Обратите внимание, что у нас возникает превышение по максимально допустимому значению BM (Bending Moment) в районе 102-го шпангоута. При таком варианте загрузки для нас очевидно, что судно будет в sagging. Но не всегда по загрузке можно очевидно сказать, что это будет sagging или hogging.

В таком случае, следует обратиться к Longitudinal Strength Calculations:

Longitudinal Strength Calculation for Sagging

Обратите внимание, что наибольшее значение Bending Moment возникает в районе миделя и значение этого момента имеет отрицательный знак. Также давайте обратим внимание на значение Allowable Bending Moment, оно составляет -27000 Мт*м.

Теперь наоборот загрузим носовые и кормовые танки, а также примем балласт в кормовую и носовую часть судна и при этом оставим все танки пустыми в районе миделя. В таком случае судно должно быть в состоянии Hogging.
BM опять превышен и тоже в районе миделя (97-й шпангоут), что в целом предсказуемо, ведь так судно не грузят.

Танкер в Hogging

Hogging

Обратите внимание, что наибольшее значение Bending Moment возникает в районе миделя и значение этого момента положительное. Также давайте обратим внимание на значение Allowable Bending Moment, оно составляет 40000 Мт*м.

Мы можем сделать вывод, что для того чтобы понять по знаку Bending Moment, рассчитанного в грузовой программе, будет ли судно в Hogging или Sagging, следует обратить внимание на знак Bending Moment в районе миделя. Если знак значения BM будет положительным – значит судно будет в Hogging (перегиб), а если отрицательны – в Sagging (прогиб).

Но разные программы могут использовать разные системы координат. Соответственно, для того чтобы определить будет ли судно в Hogging или Sagging в зависимости от знака Bending Moment в районе миделя, выполните подобный эксперимент, погрузив носовую и кормовую оконечность судна и затем наоборот – только мидель.
Я не зря акцентировал внимание на Allowable Bending Moment данного танкера. В случае Sagging допустимое значение изгибающего момента в районе миделя составляет -27000 тм*м, а в случае Hogging данное значение составляет 40000 тм*м. Можно логически предположить, чего больше боится данный танкер в отношении продольной прочности судна: состояния Sagging или Hogging.

Очевидно, что состояние Sagging более опасное, поскольку в таком случае значение Allowable Bending Moment
будет меньше. А почему так? Сталь работает лучше на растяжение чем на сжатие.

Давайте представим, что мы хотим продавить танкер, нажав на него сверху в районе миделя (сделать Sagging). В таком случае конструктивные элементы палубы будут работать на сжатие, а конструктивные элементы днища – на растяжение. А какая часть судна более уязвима? Палуба или днище? В районе днища больше конструктивных элементов, соответственно их расчетная площадь сечения тоже больше, а значит нейтральная ось судна проходит ближе к днищу. А из курса Ships Strength мы знаем, что чем дальше конструктивный элемент находится от нейтральной оси тем больше там возникают нагрузки.

Соответственно, палуба всегда более уязвима, да и плюс еще при sagging она работает на сжатие, а сталь хуже работает на сжатие чем на растяжение. В случае Hogging, конструктивные элементы палубы наоборот будут работать на растяжение, что лучше в плане прочности.

Также не забывайте о постоянной деформации корпуса судна. Иногда из-за плохих погод и неправильных погрузок судно может обрести продольную деформацию, которую уже исправит только scrap yard. В таком случае, не смотря на то, что по расчетам продольной прочности у вас судно должно быть в Hogging оно все равно будет в Sagging, поскольку оно так перманентно деформировано или наоборот. Особенно это наглядно видно на судах река-море.

Артур Соколов

Еще больше интересной информации и ответов на различные вопросы можно получить на курсах:

1. «Chief Officer – подготовка к должности»: https://educationmarine.com/courses/chief-officer-podgotovka-k-dolzhnosti/

2. «Bulk Carrier – Chief Officer Practical Course»: https://educationmarine.com/courses/bulk-carrier-chief-officer-practical-course/

3. «Ship’s Strength»: https://educationmarine.com/courses/ships-strength/

4. «Draft Survey. Advanced course»: https://educationmarine.com/courses/draft-survey-course/