Определение количества насыпных и навалочных грузов по осадке судна

Кржеминский Пётр Константинович

Шепелин Геннадий Ильич

ОПРЕЛЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА НАСЫПНЫХ И НАВАЛОЧНЫХ 

ГРУЗОВ ПО ОСАДКЕ СУДНА 

МОСКВА 2009 г.

Альтаир – МГАВТ

Московская государственная академия водного транспорта

117105, г. Москва, Новоданиловская набережная, д. 2, корп. 1

Введение. 

Определение массы насыпных и навалочных грузов путем снятия осадки судна с 
последующим расчетом водоизмещения судна до и после проведения грузовых 
операций (погрузки или разгрузки), с учетом всех изменений массы запасов, 
имеющихся на борту судна является  основным методом определения коносаментного 
количества насыпных и навалочных грузов, перевозимых водным транспортом.  Точность 
определения массы груза по осадке судна зависит от опыта производящего измерения и 
расчеты специалиста и от тщательности их проведения, от судовых документов, 
от готовности к сотрудничеству экипажа и сюрвейеров и, не в последнюю 
очередь, от используемого для замеров оборудования и морских условий в 
порту.
Для расчёта, находящегося на судне количества (массы, веса) насыпных и 
навалочных грузов необходимо наличие на борту судна утверждённой 
классификационным обществом документации, в частности справочника по замеру 
осадки судна. 
При условии выполнения замеров и расчётов квалифицированными и опытными 
инспекторами (сюрвейерами), возможно обеспечение определения массы насыпного 
или навалочного груза, находящегося на судне, с точностью, принятой в мировой 
практике морских перевозок насыпных и навалочных грузов – до 0,5%. Данные ЕЭК ООН, 
по проведенным в различных портах мира независимыми друг от друга сюрвейерами 
проверок массы одной и той же коносаментной партии груза, показывают, что при 
соответствующих благоприятных условиях возможно достижение точности определения 
массы груза порядка 0,1%.
При проведении каждого замера осадки судна сюрвейер должен предоставить своему 
клиенту (грузоотправителю, грузополучателю, судовладельцу) ведомость расчета массы 
груза по осадке судна (Draft Survey), являющуюся эквивалентом сертификата количества 
погруженного или выгруженного груза.  В этом документе (Приложение 1) описан 
порядок проведения замеров, даны расчеты и отражена любая другая информация, 
касающаяся определения массы груза по осадке судна, в том числе должны быть 
отмечены проблемы возникшие при снятии осадок и проведении расчётов.  
В следующих разделах данной работы дается подробное описание процедур 
определения массы груза по осадке судна, но прежде чем перейти к ним, необходимо 
объяснить следующие базовые принципы:

I. Понятие плавучести

По «закону Архимеда», свободно плавающее в воде тело (судно) должно вытеснить 
объем воды, вес которой равен его собственному весу. Очевидно, что вес вытесненного 
объема воды равен не только весу груза на борту (загружаемого или разгружаемого);  в 
этот вес входят также:
– вес  судна без груза, т.е. со всем необходимым для плавания оборудованием и 
переменными запасами;
– остаточный вес (размещенный в местах, предназначенных для перевозки грузов и 
составляющий переменную величину);
– все жидкости на борту, не являющиеся грузом:

балластная вода, необходимая для обеспечения остойчивости судна;
запасы пресной воды:  питьевой и для охлаждения механизмов;
мазут флотский, дизельное топливо и смазочное масло;

– корабельная постоянная: сумма всех постоянных весов, таких как инвентарное 
снабжение, вес запасов топлива, масла в системе для запуска двигателя и 
твердый балласт на некоторых судах.
Изменение водоизмещения груженого судна.
Из "закона Архимеда" следует, что:
а)  если вес груза, скажем, 4 тыс. т угля, грузится на судно (выгружается из судна), 
находящееся свободно на плаву в воде известной плотности, то данное судно будет 
погружаться (всплывать) до тех пор, пока общая масса вытесненной судном воды не 
станет равной начальному водоизмещению судна плюс (или минус) 4 тыс. т погруженного 
на судно груза (или выгруженного из него) и плюс (или минус) величина колебания 
плотности воды за время от первоначального замера до заключительного замера.
б)  если судно установленной массы, находящееся свободно на плаву в воде низкой 
плотности, например в пресной воде плотностью 1.000 кг/м3, перемещается в 
воду более высокой плотности, например, в морскую воду плотностью 1.025 
кг/м3, судно несколько всплывает, так как вытесняемая им масса воды будет 
занимать меньший объем, чем аналогичная масса пресной воды.
В повседневной практике расчетов массы грузов по осадке судов одна из сложностей 
связана с тем, что "порожние" суда (т.е. перед погрузкой или после выгрузки) 
фактически всегда имеют некоторое количество неоткачиваемой балластной 
воды, которая затрудняет расчет выгруженного из судна или погруженного на борт 
груза. Кроме того, есть тенденция к образованию осадка от балластной воды, 
откачиваемой за борт во время погрузки и закачиваемой в балластные цистерны 
(танки) при разгрузке, который так же может повлиять на точность расчётов массы груза по 
осадке судна.
При плавании без груза судно, исходя из требований безопасности плавания, должно 
брать на борт балласт, который увеличивает осадку судна, для обеспечения 
остойчивости, управляемости и погружения на нужную глубину гребного винта.  
Первоначальный замер осадки обычно производится по прибытию судна к причалу 
под погрузку, когда на борту судна ещё имеется балластная вода. Поэтому, чтобы можно 

было рассчитать "водоизмещение судна порожнем", очень важно определить 
точное количество балластной воды.  Это количество вместе с запасами пресной 
воды, топлива и т.д. вычитается из общего водоизмещения судна. После 
окончания погрузки вновь снимаются показания уровней в балластных цистернах, 
чтобы учесть возможные остатки.  Принято считать, что балластная вода имеет 
самое большое значение при определении допусков при расчете конечных 
результатов.  Вследствие этого следует подчеркнуть, что все замеры и снятие 
данных, касающихся балластной воды, должны производиться с особой 
тщательностью. Вполне вероятно, что в ближайшем будущем "новые бортовые 
приборы" судов позволят измерять с высокой точностью массу жидкости, 
имеющейся в каждый отдельный момент в каждом танке/отсеке судна.

Плавучесть судна
Поскольку методика определения количества погруженных на судно насыпных и 
навалочных грузов, как указано выше, основана на законе Архимеда, гласящем, 
что: «Выталкивающая сила покоящейся жидкости, действующая на погруженное в 
нее тело, по величине равна весу жидкости, вытесненной телом. Выталкивающая 
сила направлена вверх и проходит через центр тяжести вытесненного объема», 
рассмотрим некоторые физические основы плавучести. 
Закон Архимеда верен для тел любой формы. 
Выталкивающая сила – это сила, которая позволяет телу плавать. Если тело 
тяжелее, чем жидкость, вытесненная его объемом, то оно опускается на дно. 
Плавание погруженного в жидкость тела возможно только тогда, когда его вес 
равен действующей на него выталкивающей силе. При плавании тела в жидкости, 
в частности судна в воде, вес судна должен находиться в равновесии с 
выталкивающей силой. Если судно нагрузить дополнительно – например, грузом 
– оно будет погружаться до тех пор, пока дополнительный вес груза не станет 
равен весу дополнительно вытесненной воды (рис. 3). 
Жидкость не обладает упругостью формы, а обладает только упругостью объема, 
т. е. приспосабливается к форме сосуда, который она наполняет. Так как частицы 
жидкости легко могут перемещаться, то в состоянии равновесия поверхность 
жидкости располагается перпендикулярно по отношению к действующим на нее 
силам, например к давлению воздуха или к силе тяжести погруженного тела. 
Плотность (масса единицы объема) воды в основном зависит от солёности и от 
температуры (рис. 1а, 1б). Плотность воды изменяется в зависимости от 
солености, которая для пресной воды составляет примерно 1.000 кг/м3, для вод 
Балтийского моря — до 1.015 кг/м3, Северного — до 1.025 кг/м3, Красного — до 
1.044 кг/м3, Большого Соленого озера в США — до 1.230 кг/м3, Мертвого моря в 
Израиле — до 1.278 кг/м3. 

Рис. 1а. Зависимость плотности 
воды от температуры

Рис. 1б. Зависимость плотности 
воды от содержания в ней 
хлористого натрия при 15 °С

Плотность воды отдельных морей имеет существенное значение для судоходства, 
поскольку, как будет показано далее, сила поддержания и, следовательно, 
осадка судна прямо пропорциональны ей.
Жидкости подвержены также действию силы тяжести. В жидкости, находящейся в 
состоянии покоя, сила тяжести действует таким образом, что каждый 
горизонтальный слой сжимается слоями, лежащими над ним, вследствие чего с 
увеличением глубины давление (давление силы тяжести, называемое также 
избыточным или гидростатическим) увеличивается. Оно равно произведению 
плотности жидкости на данную глубину. Общее давление складывается из 
давления силы тяжести воды и атмосферного давления воздуха. 
Гидростатическое давление (рис.2): 
1 - атмосферное давление воздуха, 
2 - поверхность жидкости, 
3 - давление силы тяжести 

(гидростатическое давление) 

4 - глубина.
Атмосферное давление воздуха, 
пока тело не касается дна, можно 
не учитывать. У простых тел –
параллелепипедов, цилиндров –
силы, действующие на тело в 
горизонтальных направлениях, 
взаимно компенсируются. 
Давление же на нижнюю 
поверхность тела превышает 
давление на верхнюю, потому что 
давление силы тяжести 
увеличивается с глубиной. 
Вследствие этого возникает 
направленная вверх 

II. Водоизмещение

Водоизмещение судна — количество воды, вытесненной подводной частью 
плавающего судна, равное массе всего судна, независимо от его размера, 
материала и формы (рис. 3).
Различают объемное и массовое (весовое) водоизмещение. По состоянию 
нагрузки корабля различают стандартное, нормальное, полное, наибольшее, 
порожнее водоизмещение.

Объемное водоизмещение –
водоизмещение, равно объёму подводной 

(погруженной в воду) части судна до ватерлинии (рис.3). 
V = LBP x B x T x δ
где 
V – объёмное водоизмещение;
LBP — длина (расчетная или между перпендикулярами (рис. 3));
B — ширина  судна;
Т — осадка судна; 
δ — коэффициент общей полноты (полноты водоизмещения). 

Рис. 3

Массовое (весовое) водоизмещение – водоизмещение, равное массе судна. 
Весовое водоизмещение судна D получается как произведение объемного 
водоизмещения V и удельного веса воды γ. Удельн6ый вес пресной воды –
1 

г/см3, удельный вес морской воды приведен в табл. 3. 

Крайние значения весового водоизмещения судна: 
– водоизмещение в полном грузу (максимальное), определяемое предельной 
осадкой груженного судна, обеспечивающей минимальный запас высоты 
надводного борта;
– водоизмещение порожнем (минимальное), под которым следует понимать вес 
судна с экипажем и водой в котлах, но без груза, запасов топлива, воды и прочих 
видов снабжения. 

Стандартное 
водоизмещение
(standard 
displacement) 
–
водоизмещение  

полностью укомплектованного судна с экипажем, но без запасов топлива, 
смазочных материалов и питательной воды в цистернах. 

Нормальное водоизмещение (normal displacement) – водоизмещение, равное 
стандартному водоизмещению плюс половинный запас топлива, смазочных 
материалов и питательной воды в цистернах.

Полное водоизмещение (loaded displacement, full load displacement, designated
displacement) – водоизмещение, равное стандартному водоизмещению плюс 
полные запасы топлива, смазочных материалов, питательной воды в цистернах, 
груза. 

Наибольшее 
водоизмещение
–
водоизмещение, 
равное 
стандартному 

водоизмещению плюс максимальные запасы топлива, смазочных материалов, 
питательной воды в цистернах, груз (грузы). 

Порожнее водоизмещение (light displacement) – водоизмещение судна без 
экипажа, топлива, запасов и т. д. (водоизмещение порожнего корпуса судна).

Полная грузоподъемность судна, или дедвейт (DW) – разность между весовым 
водоизмещением судна в полном грузу и весовым водоизмещением судна 
порожнем: 
Dд = Dгр – Dпор , 
где Dд — дедвейт судна; 
Dгр – весовое водоизмещение в полном грузу; 
Dпор — весовое водоизмещение порожнем. 

III. Осадка судна и шкала осадок, грузовая марка

3.1. Осадка судна и шкала осадок

Вычисление осадки судна в зависимости от изменения статей нагрузки и условий 
плавания производится по грузовой шкале. Если грузовой шкалы нет, то 
показатель q (количество тонн груза на сантиметр осадки) может быть вычислен 
по формуле 

q = 0,01S γ, 

где S — площадь грузовой ватерлинии, кв.м, 
γ — удельный вес воды речной (пресной) – 1г/см3 или морской (солёной), 
средние значения которого для различных морей приводятся в табл. 3.

Нос

овая шкала осадок (рис. 4).

Снятие показаний с носовой шкалы осадок перед погрузкой.

С причала (рис. 5).

Шкала осадок на миделе морского судна, диск Плимсоля и марочная гребёнка. 
Снятие показаний осадки на миделе с катера (рис. 6).

Марка углубления (шкала осадок) на миделе судна типа Волго-Дон (рис. 7)