Какое состояние опаснее для судна: Hogging или Sagging?

Этот вопрос особенно актуален для судов большого размера. Поэтому, его задают на интервью на должность Старшего Помощника.

В первую очередь, давайте разберемся что такое Hogging (перегиб) и Sagging (прогиб).

Hogging – это название продольной деформации корпуса судна, когда средняя осадка носом и кормой больше, чем осадка на миделе.

Sagging — это название продольной деформации корпуса судна, когда средняя осадка носом и кормой меньше, чем осадка на миделе. Давайте это изобразим для наглядности:

На первый взгляд может показаться: какая разница Hogging или Sagging – оба варианта выглядят плохо. На самом деле с точки продольной прочности, есть разница между тем как судно «выдерживает» состояние Hogging и Sagging.

Перед тем как перейти к объяснениям, давайте просто откроем пример Permissible Bending Moments and Shear Forces, который мы взяли из Loading Booklet балкера:

Как мы видим, значения Permissible Bending Moment для случая Hogging существенно превышают значения для случая Sagging. Проще говоря, судно может выдерживать большее значение Bending Moment при деформации Hogging, чем при Sagging.

Почему так? Какая разница в каком направлении судно деформируется?

Ответ: Permissible Bending Moment для кондиции Sagging меньше, чем для кондиции Hogging, потому что нейтральная ось судна проходит ближе к его днищу.
Теперь разберем, что это означает простым языком. В первую очередь нам нужно понять, что такое нейтральная ось судна.

Когда мы деформируем балку, в нижней и верхней ее частях возникают нагрузки на сжатие и растяжение:

Но существует «ось», где нагрузки будут равняться нулю. По сути, это ось, где нагрузки растяжения меняются на нагрузки сжатия. Эта ось называется нейтральной осью:

В случае балки ее нейтральная ось проходит вдоль геометрического центра ее сечения. Чем дальше точка находится от нейтральной оси, тем больше там возникают нагрузки на сжатие или растяжение.

Положение нейтральной оси зависит от конструкции объекта. Она проходит по центру Cross Sectional Area. Следовательно, если у нас больше стали в нижней части конструкции – нейтральная ось будет проходить ниже геометрического центра. Если у нас больше стали в верхней части конструкции – нейтральная ось будет проходить выше геометрического центра. Давайте изобразим конструкцию похожую на судно с Double bottom tanks:

Нейтральная ось будет проходить ближе к днищу данной конструкции. Следовательно, при ее продольной деформации, в районе днища будут возникать меньше нагрузки, чем в районе палубы. Поскольку нейтральная ось проходит ближе к днищу и дальше от палубы. Нейтральная ось судна, как правило, также проходит ближе к днищу, чем к палубе, поскольку в днищевой части судна имеется больше стали из-за Double Bottom Tanks. Следовательно, в районе палубы будут возникать большие нагрузки, чем в районе днища.

Палуба является самым уязвимым местом судна, поскольку находится дальше от нейтральной оси. Давайте посмотрим, как это выглядит:

Когда судно испытывает Hogging, палуба работает на растяжение, а днище работает на сжатие. А когда судно испытывает Sagging, палуба работает на сжатие, а днище на растяжение. Давайте изобразим два таких случая с учетом положения нейтральной оси:

Сталь работает хуже на сжатие, чем на растяжение. Палуба судна более уязвимое место, потому что оно находится дальше от нейтральной оси. И в случае Sagging, палуба работает на сжатие, поэтому при кондиции Sagging мы имеем меньшее значение Permissible Bending Moment, и, следовательно, судно является более уязвимым в такой кондиции (это применимо к балкерам, танкерам и судам General cargo).

Если хотите полностью закрыть пробелы в знаниях по прочности, рекомендую курс «Ship’s Strength». Мы полностью обновили его: добавили 9 новых уроков! Теперь вас ждет еще больше визуализации и разборов актуальных тем: от работы нейтральной оси до конкретных решений в грузовой программе.

Вы разберетесь в устройстве судов различного типа, получите практические советы по загрузке судна и будете четко знать, что делать, если масса груза превышает PAL.

А главное — поймете логику работы грузовой программы и будете уверены в своих расчетах.

Разберитесь в важнейших вопросах для работы старпома: посмотрите, что входит в программу и зарегистрируйтесь на курс!

С уважением,

Артур Соколов