Mi a neve a hajó stabilizálására használt rakománynak? Szabad felületi hatás. A kifejezéseket összehasonlítva azt találjuk, hogy a keresztirányú metacentrikus sugár

Stabilitás a hajó azon képessége, hogy ellenálljon az egyensúlyi helyzetéből eltérítő erőknek, és ezen erők hatásának megszűnése után visszatérjen eredeti egyensúlyi helyzetébe.

Az így létrejövő egyensúlyi feltételek a hajó számára nem elegendőek ahhoz, hogy a vízfelülethez képest állandóan egy adott helyzetben lebeghessen. Az is szükséges, hogy az edény egyensúlya stabil legyen. Azt a tulajdonságot, amelyet a mechanikában egyensúlyi stabilitásnak, a hajóelméletben stabilitásnak neveznek. Így a felhajtóerő biztosítja a feltételeket a hajó egyensúlyi helyzetéhez adott leszállás mellett, a stabilitás pedig ennek a pozíciónak a megőrzését.

Az edény stabilitása a dőlésszög növekedésével változik, és egy bizonyos értéknél teljesen elveszik. Ezért célszerűnek tűnik az edény stabilitásának vizsgálata az egyensúlyi helyzettől való kis (elméletileg végtelenül kicsi) eltéréseknél Θ = 0, Ψ = 0 mellett, majd meghatározni stabilitásának jellemzőit, azok megengedett határait nagy dőlésszögeknél.

Különbséget szokás tenni a hajó stabilitása kis dőlésszögeknél (kezdeti stabilitás) és stabilitás nagy dőlésszögeknél.

A kis dőlésszögek figyelembevételekor számos olyan feltételezés lehetséges, amelyek lehetővé teszik az edény kezdeti stabilitásának tanulmányozását a lineáris elmélet keretein belül, és jellemzőinek egyszerű matematikai függőségeit. Az edény stabilitását nagy dőlésszögeknél egy finomított nemlineáris elmélet segítségével vizsgálják. Természetesen az edény stabilitási tulajdonsága egységes, és az elfogadott felosztás tisztán módszertani jellegű.

Az edény stabilitásának tanulmányozásakor figyelembe veszik két egymásra merőleges síkban – keresztirányú és hosszirányú – lejtését. Amikor a hajó a dőlésszögek által meghatározott keresztirányú síkban megdől, azt tanulmányozzák oldalirányú stabilitás; ha a hosszsíkban a dőlésszögeket a vágási szögek határozzák meg, tanulmányozza azt hosszirányú stabilitás.

Ha a hajó jelentős szöggyorsulások nélkül dől meg (folyékony rakomány szivattyúzása, lassú vízáramlás a rekeszbe), akkor a stabilitást ún. statikus.

Egyes esetekben a hajót billentő erők hirtelen hatnak, jelentős szöggyorsulást okozva (szélfújás, hullámgördülés stb.). Ilyen esetekben fontolja meg dinamikus stabilitás.

A stabilitás nagyon fontos tengeri alkalmassági tulajdonsága egy hajónak; a felhajtóerővel együtt biztosítja a hajó adott, a víz felszínéhez viszonyított helyzetben történő lebegését, ami a mozgás és a manőverezés biztosításához szükséges. A hajó stabilitásának csökkenése vészhelyzeti gurulást és trimmést, a stabilitás teljes elvesztése pedig felborulását okozhatja.

A hajó stabilitásának veszélyes csökkenésének megelőzése érdekében a személyzet minden tagja köteles:

Mindig tisztában legyen a hajó stabilitásával;

Ismerje a stabilitást csökkentő okokat;

Ismerjen és tudjon alkalmazni minden eszközt és intézkedést a stabilitás fenntartása és helyreállítása érdekében.

Keressünk egy olyan feltételt, amely mellett egy egyensúlyi állapotban lebegő hajó dőlés vagy trimmelés nélkül lesz kezdeti stabilitás. Feltételezzük, hogy a terhelések nem tolódnak el a hajó billenésekor, és a hajó súlypontja a kiindulási helyzetnek megfelelő ponton marad.

Amikor a hajó megdől, a P gravitációs erő és a γV felhajtóerő egy párt alkot, amelynek nyomatéka bizonyos módon hat a hajóra. Ennek a hatásnak a természete a CG és a metacentrum relatív helyzetétől függ.

3.9. ábra – A hajó stabilitásának első esete

Az edény állapotának három olyan jellemző esete lehetséges, amelyeknél a P és γV erők nyomatékának rá gyakorolt ​​hatása minőségileg eltérő. Tekintsük őket a keresztirányú dőlések példáján.

1. eset(3.9. ábra) - a metacentrum a CG felett helyezkedik el, azaz. z m > z g . Ebben az esetben lehetséges eltérő helyszín nagyságpont a súlyponthoz viszonyítva.

1) A kiindulási helyzetben a nagyságközéppont (C 0 pont) a tömegközéppont (G pont) alatt helyezkedik el (3.9. ábra, a), de dőléskor a nagyságközép annyira eltolódik a dőlés irányába, hogy a metacentrum (m pont) a hajó tömegközéppontja felett helyezkedik el. A P és γV erők nyomatéka hajlamos az edényt eredeti egyensúlyi helyzetébe visszaállítani, így az stabil. Az m, G és C 0 pontok hasonló elrendezése a legtöbb hajón megtalálható.

2) Kiindulási helyzetben a nagyságközéppont (C 0 pont) a tömegközéppont (G pont) felett helyezkedik el (3.9. ábra, b). Amikor a hajó megdől, a P és γV erők eredő nyomatéka kiegyenesíti a hajót, ezért az stabil. Ilyenkor a nagyságközép billenés közbeni elmozdulásának nagyságától függetlenül az erőpár mindig hajlamos kiegyenesíteni a hajót. Ez azzal magyarázható, hogy a G pont a C 0 pont alatt van. A súlypont ilyen alacsony helyzete, amely a hajókon feltétlen stabilitást biztosít, szerkezetileg nehezen kivitelezhető. A súlypont ilyen elrendezése különösen a vitorlás jachtokon található meg.

3.10. ábra – A hajó stabilitásának második és harmadik esete

2. eset(3.10,a ábra) – a metacentrum a CG alatt helyezkedik el, i.e. z m< z g . В этом случае при наклонении судна момент сил Р и γV стремится еще больше отклонить судно от исходного положения равновесия, которое, следовательно, является неустойчивым. В этом случае наклонения судно имеет отрицательный восстанавливающий момент, т.е. оно не остойчиво.

3. eset(3.10,b ábra) – a metacentrum egybeesik a CG-vel, i.e. z m = z g . Ebben az esetben, amikor a hajó meg van döntve, a P és γV erők továbbra is ugyanazon függőleges mentén hatnak, nyomatékuk nulla - a hajó az új helyzetben egyensúlyi állapotba kerül. A mechanikában ez a közömbös egyensúly esete.

A hajó elmélete szempontjából a hajóstabilitás definíciója szerint a hajó az 1. esetben stabil, a 2. és a 3. esetben nem stabil.

Tehát az ér kezdeti stabilitásának feltétele a metacentrum elhelyezkedése a CG felett. A hajó oldalsó stabilitású, ha z m > z g , (3.7)

és hosszanti stabilitás, ha z m > z g. (3.8)

Innentől válik világossá a metacentrum fizikai jelentése. Ez a pont az a határ, ameddig a súlypont felemelhető anélkül, hogy a hajót megvonnánk a pozitív kezdeti stabilitástól.

A hajó metaközéppontja és súlypontja közötti távolságot Ψ = Θ = 0 esetén ún. kezdeti metacentrikus magasság vagy egyszerűen metacentrikus magasság. Az edény keresztirányú és hosszirányú dőléssíkjai megfelelnek a keresztirányú h, illetve a hosszirányú H metacentrikus magasságoknak. Ez nyilvánvaló

h = z m – z g és H = z m – z g, (3.9)

vagy h = z c + r – z g és H = z c + R – z g , (3.10)

h = r – α és H = R – α, 3,11)

ahol α = z g – z c a CG magassága a CV felett.

Amint látható, h és H csak metacentrikus sugarakban különbözik, mert α ugyanaz a mennyiség.

, tehát H lényegesen nagyobb, mint h.

α = (1%) R, így a gyakorlatban úgy tekintjük, hogy H = R.

A hajó elsüllyeszthetetlensége

Elsüllyeszthetetlenség a hajó azon képessége, hogy elegendő felhajtóerőt és stabilitást tartson fenn a helyiség egy részének elárasztása után. Az elsüllyeszthetetlenség, ellentétben a felhajtóerővel és a stabilitással, nem a hajó független tengeri alkalmassága. Az elsüllyeszthetetlenséget egy hajó tulajdonságának nevezhetjük megőrizni tengeri alkalmasságát amikor a hajótest vízálló térfogatának egy részét elárasztják, és az elsüllyeszthetetlenség elmélete a sérült hajó felhajtóerejének és stabilitásának elméleteként jellemezhető.

A jó elsüllyeszthetetlenséggel rendelkező hajónak egy vagy több rekesz elárasztása esetén mindenekelőtt a felszínen kell maradnia, és kellő stabilitással kell rendelkeznie ahhoz, hogy megakadályozza a felborulást. Ezenkívül a hajónak nem szabad elveszítenie a meghajtást, ami függ a merüléstől, a dőléstől és a trimmtől. A megnövekedett merülés, jelentős dőlésszög és trimm növeli a víz ellenállását a hajó mozgásával szemben, és rontja a légcsavarok és a hajó mechanizmusainak hatékonyságát. A hajónak fenn kell tartania az irányíthatóságot is, amely működő kormányberendezés esetén a dőléstől és a trimmeléstől függ.

Az elsüllyeszthetetlenség a hajó túlélőképességének egyik eleme, hiszen az elsüllyeszthetetlenség elvesztése súlyos következményekkel jár - a hajó és az emberek halálával, így ennek biztosítása mind a hajóépítők, mind a legénység számára az egyik legfontosabb feladat. A gyakorlatban az elsüllyeszthetetlenséget a hajó élettartamának minden szakaszában biztosítják: a hajóépítők a hajó tervezésének, építésének és javításának szakaszában; a legénység által sértetlen hajó üzemeltetése során; legénység közvetlenül vészhelyzet. Ebből a felosztásból az következik, hogy az elsüllyeszthetetlenséget három intézkedéscsomag biztosítja:

Konstruktív intézkedések, amelyeket a hajó tervezése, építése és javítása során hajtanak végre;

Megelőző és a hajó üzemeltetése során végrehajtott szervezési és műszaki intézkedések;

Baleset utáni elsüllyeszthetetlenség elleni intézkedések, amelyek célja a víz beáramlása elleni küzdelem, a stabilitás helyreállítása és a sérült hajó kiegyenesítése.

Konstruktív tevékenységek. Ezeket az intézkedéseket a hajó tervezésének és építésének szakaszában hajtják végre, és az olyan felhajtóerő- és stabilitástartalékok kijelölésére terjednek ki, hogy adott számú rekesz elárasztása esetén a sérült hajó leszállásának és stabilitásának változása ne következzen be. túllépik a minimálisan megengedett határértékeket. A hajótest sérülése esetén a tartalék felhajtóerő használatának leghatékonyabb módja a hajó felosztása vízálló válaszfalakkal és fedélzetekkel ellátott rekeszekre. Valójában, ha a hajónak nincs belső felosztása rekeszekre, akkor ha van egy víz alatti lyuk, a hajótest megtelik vízzel, és a hajó nem fogja tudni használni a felhajtóerő-tartalékát. A hajók rekeszekre való felosztása az Osztályozási és Építési Szabályzat V. részében foglaltak szerint történik. tengeri hajók” Tengeri hajózási nyilvántartás. Az ép hajó rekeszekre osztáskor használt vízvonalát, amelynek helyzetét a hajó dokumentációja rögzíti, ún. rakomány vízvonal felosztása rekeszekre. A sérült hajó vízvonalát egy vagy több ödéma süllyedése után nevezzük vészhelyzeti vízvonal. A hajó elveszíti felhajtóerejét, ha a vészvízvonal egybeesik merítés határvonala– a válaszfalfedélzet külső felületének és az oldalborítás külső felületének metszésvonala. A maximális merítési vonal alatt található edényrész legnagyobb hossza a a hajó rekeszekre osztásának hossza. Alatt válaszfalfedélzet megérteni a legtöbbet felső fedélzet, amelyhez keresztirányú vízzáró válaszfalak nyúlnak a hajó teljes szélességében.

Az edény sérült rekeszébe befolyt víz mennyiségét a segítségével határozzuk meg helyiség permeabilitási együtthatóμ a rekesz elárasztásakor vízzel megtölthető térfogat és a helyiség teljes elméleti térfogatának aránya. A következő permeabilitási együtthatókat szabályozzák:

Gépek által elfoglalt helyiségekre – 0,85;

Rakomány vagy készletek által elfoglalt helyiségek esetén – 0,6;

Lakóhelyiségek és nagy áteresztőképességű rakomány által elfoglalt helyiségek (üres konténerek stb.) - 0,95;

Üres és ballaszttartályok esetén – 0,98.

A hajó elsüllyeszthetetlenségének fontos jellemzője az az árvíz maximális hossza, amely egy feltételes rekesz legnagyobb hosszát jelenti elárasztás után, amelynek áteresztőképességi együtthatója 0,80, a megfelelő rakomány-vízvonal merülésével a hajó rekeszekre osztásához, és a kezdeti trimm hiányában a vészvízvonal érintse meg a merítés határvonalát.

Az elsüllyeszthetetlenség biztosításának fontos konstruktív intézkedése a vízálló rekesz kontúrja mentén elhelyezett erős és vízálló záróelemek (ajtók, nyílások, nyakak) kialakítása, amelyek jól működnek dőlés, trimm és tengeri hullámok idején. A vízmentes válaszfalakban lévő összes toló- és csuklós ajtó esetében a parancsnoki hídon jelzőket kell felszerelni, amelyek jelzik a helyzetüket. A hajó vízállóságát és szilárdságát nem csak a víz alatti, hanem a hajótest víz feletti részén is biztosítani kell, hiszen ez utóbbi határozza meg a sérülés esetén elfogyasztott felhajtóerő tartalékot.

A legénység aktív küzdelméhez az elsüllyeszthetetlenségért a hajó a következőket is biztosítja:

Hajórendszerek kialakítása (döntés, trimmelés, vízelvezetés, vízelvezetés, folyékony rakomány szivattyúzása, elárasztás, vízelvezetés és elkerülés, ballasztozás);

Sürgősségi felszerelések és anyagok ellátása.

Az ilyen záróelemeket, rendszereket és mechanizmusokat megfelelően fel kell címkézni a helyes használat és a maximális hatékonyság biztosítása érdekében. Koncentrációs helyek vészhelyzeti eszközök hívják vészhelyzeti állások. Ezek lehetnek speciális helyiségek vagy raktárak, dobozok és pajzsok a fedélzeten. Az ilyen oszlopokra hajórendszerek távindító eszközei telepíthetők.

Szervezési és technikai intézkedések. Az elsüllyeszthetetlenséget biztosító szervezési és technikai intézkedéseket a hajó legénysége az üzemeltetés során megteszi annak érdekében, hogy megakadályozza a víz bejutását a rekeszekbe, valamint fenntartsa a hajó leszállását és stabilitását, megakadályozva annak elárasztását vagy felborulását. Ilyen események a következők:

A legénység megfelelő szervezése és szisztematikus felkészítése az elsüllyeszthetetlenségért folytatott küzdelemre;

Az elsüllyeszthetetlenség elleni küzdelem minden technikai eszközének és a sürgősségi ellátásnak olyan állapotban tartása, amely garantálja azok azonnali felhasználásának lehetőségét;

Valamennyi hajótest szerkezeti állapotának szisztematikus ellenőrzése kopásuk (korróziójuk) ellenőrzése érdekében, az egyes szerkezeti elemek cseréje rutin- vagy félidős javítások során a megállapított kopási szabványok túllépése esetén;

Hajótest szerkezetek szisztematikus festése;

A vízzáró ajtók, nyílások és lőrések torzulásainak és megereszkedésének megszüntetése, szisztematikus mozgatása és az összes tömítőeszköz jó állapotban tartása;

A külső nyílások ellenőrzése, különösen a hajó dokkolásakor;

A folyékony üzemanyagok fogadására és fogyasztására vonatkozó utasítások szigorú betartása;

A rakomány berakott módon történő rögzítése, és mozgás közbeni mozgásának megakadályozása (különösen a hajón keresztül);

A hajó jegesedéséből adódó stabilitásvesztés kompenzálása folyékony ballaszt befogadásával és jég eltávolítására irányuló intézkedések megtételével (forgácsolás, lemosás forró víz);

Harc az elsüllyeszthetetlenségért. Az elsüllyeszthetetlenségért folytatott küzdelmet a legénység intézkedéseinek összességeként értelmezik, amelyek célja a hajó felhajtóerő- és stabilitástartalékainak fenntartása és esetleges helyreállítása, valamint a hajó meghajtását és irányíthatóságát biztosító helyzetbe hozása.

Az elsüllyeszthetetlenségért folytatott harcot azonnal a hajó sérülése után hajtják végre, és abból áll a bejövő víz elleni küzdelem, állapotának felmérése, valamint a stabilitás helyreállítására és a hajó kiegyenesítésére irányuló intézkedések.

A bejövő víz elleni küzdelem a víznek a hajóba való bejutásának észleléséből, a tengervíz hajóba jutásának és további terjedésének megakadályozására vagy korlátozására irányuló lehetséges intézkedések megtételéből, valamint annak eltávolításából áll. Ezzel egyidejűleg intézkednek az oldalfalak, válaszfalak, peronok tömítettségének helyreállítására, a vészterek tömítettségének biztosítására. A kis lyukakat, laza varratokat, repedéseket faékekkel és dugókkal (szeletekkel) lezárják (3.11. ábra). A lyukak számára nagyobb méretű helyezzen rá egy pajzsgal lenyomott keményfém vakolatot vagy szőnyeget

3.11 ábra - Fa ékek és dugók: 3.12 ábra - Szorítócsavarok:

a, b, c – ékek; d, e – dugaszolja a – összecsukható konzollal; b, c – horgok.

Rögzítésükhöz a vészkészlet speciális csavarokat és bilincseket, távtartó rudakat és ékeket tartalmaz (3.12. ábra 3.15). A lyuk kitöltése a leírt módszerekkel ideiglenes intézkedés. A víz kiszivattyúzása után a tömítettség végleges helyreállítását a furat betonozásával - cementdoboz elhelyezésével - végezzük. A kis lyukak lezárásának sikere függ azok elhelyezkedésétől (víz felett vagy alatt), a lyuk hajó belsejéből való megközelíthetőségétől, alakjától és a leszakadt fém éleinek elhelyezkedésétől (a hajótesten belül vagy kívül).

3.13. ábra – Fémfoltok:

a – szelep; b – szorítócsavarral; 1 – doboz alakú test; 2 – merevítők; 3 – aljzat csúszóütközőhöz; 4 – csövek dugókkal a horogcsavarok rúdjaihoz; 5 – szelep; 6 – fűzőlyukak a kengyel alatti végek rögzítéséhez; 7.8 – szorítócsavar összecsukható konzollal; 9 – anya fogantyúkkal; 10 – nyomótárcsa.

3.14 ábra – Fém csúszóütköző:

1.8 – nyomócsapágyak; 2,3 – fogantyús anyák; 4 – csap; 5 – külső cső; 6 – belső cső; 7 – zsanér

A vészrekesz melletti helyiségekben a víz bejuthat a szűrés eredményeként különféle szivárgásokon keresztül (a csővezetékek, kábelek válaszfali tömítéseinek tömítettségének megsértése). Ilyen esetekben a tömítettséget tömítéssel, ékekkel vagy dugókkal állítják helyre, magukat a válaszfalakat pedig vészgerendákkal erősítik meg, hogy megakadályozzák azok kidudorodását vagy tönkremenetelét.

3.15. ábra - Vészbilincs: a – fogantyúkkal csatorna típusú keretekhez; b – markolat izzó típusú keretekhez; 1 – bilincs; 2 – szorítócsavar; 3 – szorítócsavar fogantyúk; 4 – csúszó anya; 5 – zárócsavarok; 6 – kettőt rögzítő csavarok

csatornacsíkok; 7- elfogás

3.16. ábra – Lágy foltok

a – oktatási; 1- vászon; 2 – firmware; 3 – lyktros; 4 – sarokgyűszűk; 5 – krengel a vezérlővéghez; b – kitömött: 1 – kétrétegű vászonborító; 2 – töltött szőnyeg; 3 – firmware; 4 – sarokgyűszű; c – könnyűsúlyú: 1 – sarokgyűszű; 2 – lyktros; 3 – zseb a lécekhez; 4 – csőből készült távtartó sín; 5,7 - vászonrétegek; 6 – filcpárna; g – kalch: 1,2 – dupla réteg vászonpárna; 3 – a tapasz lyktrosa; 4 – hálógyűrű; 5 – vászonmosó; 6 – liktros háló

A puha vakolatok (3.16. ábra) a lyukak ideiglenes lezárásának fő eszközei, mivel ezek bárhol jól illeszkednek a hajótest körvonalaihoz.

Irodalom:: p.36-47; : p.37-53, 112-119: : p.42-52; : Val vel. 288-290.

Kérdések az önkontrollhoz:

1. Melyek a hajó fő méretei?

2. Határozza meg egy hajó tengeri alkalmasságát?

3. A hajó felhajtóereje?

4. Határozza meg az edény összes térfogati működési jellemzőjét?

5. Rajzolj egy terhelési vonalat és fejtsd meg a betűket a fésűnél?

6. Mit nevezünk egy hajó elsüllyeszthetetlenségének?

7. Milyen szervezési és technikai intézkedések biztosítják az elsüllyeszthetetlenséget?

8. Mit nevezünk egy hajó stabilitásának?

9. Határozza meg a metacentrikus magasságot?

Kormányszerkezet

Kormánytervek

A modern hajókormány egy függőleges szárny, belső erősítő bordákkal, függőleges tengely körül forog, amelynek területe tengeri hajók esetében a DP víz alá süllyesztett részének területének 1/10-1/60-a (a a hajó hosszának és merülésének szorzata: LT).

A kormánylapát alakját jelentősen befolyásolja a hajó farvégének alakja és a légcsavar elhelyezkedése.

A tollprofil alakja szerint a kormányokat lapos és áramvonalas profilra osztják. A profilkormánykerék két domború külső héjból áll, belső bordákkal és függőleges membránokkal, amelyek egymáshoz vannak hegesztve, és a merevség növelése érdekében keretet alkotnak, amelyet mindkét oldalról ráhegesztett acéllemezek borítanak.

A profilkormánykerekek számos előnnyel rendelkeznek a lemezes kormánykerékkel szemben:

Magasabb normál nyomás a kormánykeréken;

Kisebb nyomaték szükséges a kormánykerék elfordításához.

Ezenkívül az áramvonalas kormánylapát javítja a hajó meghajtási tulajdonságait. Ezért megtalálta a legnagyobb alkalmazást.

A kormánylapát belső ürege porózus anyaggal van feltöltve, amely megakadályozza a víz bejutását. A kormánylapát a bordákkal együtt a kormánydarabhoz csatlakozik (4.1. ábra). A kormánydarab öntött (vagy kovácsolt) hurkokkal együtt, amelyek a kormányt a kormányoszlopra akasztják (az öntvényt néha hegesztett szerkezettel helyettesítik), amely a faroszlop szerves részét képezi.

A kormánylapát területének mérete a hajó típusától és céljától függ. A szükséges kormányfelület hozzávetőleges becsléséhez általában az S/LT arányt használják, amely az egykormányos tengeri szállítóhajóknál 1,8-2,7, a tartályhajóknál - 1,8-2,2;

vontatóhajókhoz - 3-6; hajók számára parti hajózás - 2,3-3,3.

Által csatlakozási mód testtel és támaszok száma A toll passzív kormányok a következőkre oszlanak:

Egyszerű (több támogatású) (4.2. ábra, a, 6);

Félig függesztett (egytámaszú - állományra függesztve és egy ponton a testre támasztva) (4.2. ábra, c);

Felfüggesztett (nem alátámasztott, raktáron felfüggesztve) (4.2. ábra, d).

Által tengelyhelyzet A tollhoz viszonyított állomány megkülönböztethető:

A kormányok kiegyensúlyozatlanok (hagyományosak), amelyekben az állomány tengelye a toll elülső éle közelében halad el;

Kiegyensúlyozottan az állomány tengelye bizonyos távolságra helyezkedik el a kormánykerék elülső élétől. A félig felfüggesztett kiegyensúlyozó kormányokat félig kiegyensúlyozó kormányoknak is nevezik.

A kiegyensúlyozatlan kormányokat egyrotoros hajókra szerelik fel, félig kiegyensúlyozott és kiegyensúlyozott - minden hajóra. A felfüggesztett (kiegyensúlyozó) kormányok használata lehetővé teszi a kormánygép teljesítményének csökkentését a kormánykerék eltolásához szükséges nyomaték csökkentésével.

4.1. ábra - Kormányberendezés félig felfüggesztett, kiegyensúlyozott, áramvonalas kormánykerékkel: 1 - kormánylapát; 2 - ruderpis; 3 - az állomány alsó támasztó csapágya; 4 - sisakcső; 5 - az állomány felső nyomócsapágya; 6 - kormánymű; 7 - tartalék görgős kormányhajtás; 8 - készlet; 9 - a kormány alsó csapja; 10 - kormányoszlop

Kormánykészlet- ez egy masszív tengely, amellyel a kormánylapát forgatható. A szár alsó vége általában ívelt alakú, és egy manccsal végződik - egy karima, amely arra szolgál, hogy csavarokkal csatlakoztassa az állományt a kormánylapáthoz, ami megkönnyíti a kormány eltávolítását a javítás során. Néha karimás csatlakozás helyett kúpos csatlakozást alkalmaznak.A kormánylapátnak az állományhoz és a hajótesthez való rögzítése sok hajótípuson sok közös vonást tartalmaz, és némileg eltér egymástól.

A kormányszár a hajótest tömítettségét biztosító sisakcsövön keresztül jut be a hajótest hátsó szárnyába, és magasságban legalább két támasztéka (csapágya) van. Az alsó támasz a sisakcső felett található, és általában tömítéssel rendelkezik, amely megakadályozza a víz bejutását a hajótestbe; a felső támasz közvetlenül azon a helyen található, ahol a szektor vagy a kormányrúd rögzítve van. Jellemzően a felső támaszték (tolócsapágy) felveszi az alátét és a kormánylapát tömegét, amelyhez gyűrű alakú kiemelkedést készítenek a száron.

A kormányok mellett a hajók tolómotorokat is használnak. A hajótest keresztirányú csatornájába szerelt meghajtó egység segítségével vonóerőt hoznak létre a DP-re merőleges irányban, ami irányíthatóságot biztosít, amikor a hajó nem mozog, vagy ha rendkívül alacsony sebességgel halad, hagyományos kormányzás esetén. az eszközök hatástalanok. Meghajtóként fix vagy állítható menetemelkedésű légcsavarokat, lapátos légcsavarokat vagy szivattyúkat használnak. A tolómotorok az orr vagy a tat végében helyezkednek el, és egyes hajókon két ilyen eszköz van felszerelve mind az orr, mind a tat végében. Ebben az esetben nemcsak a hajó helyben forgatására van lehetőség, hanem a főhajtóművek használata nélkül késleltetett mozgatására is van lehetőség. A kezelhetőség javítása érdekében az állományra szerelt forgó tartozékok és speciális kiegyensúlyozó kormányok is találhatók.

Irányító állomás

Rész vezérlő áramkörök a kormánymű a következőket tartalmazza:

Vezérlőállomás nyomkövető elektromos rendszerrel;

Elektromos átvitel a vezérlőállomásról a villanymotorra.

Az „Aist” vezérlőrendszert széles körben használják a hajók elektrohidraulikus kormánygépeinek távvezérlésére. A giroiránytűvel és a kormányművel együtt négyféle vezérlést biztosít: „Automatikus”, „Követve”, „Egyszerű”, „Kézi”.

Az „Automatikus” és a „Követve” vezérléstípusok a főbbek. Ha az ilyen típusú vezérlés meghibásodik, a kormánymű „Egyszerű” állásba kapcsol. A távoli elektromos átviteli rendszer meghibásodása esetén „Kézi” üzemmódba kapcsolnak.

Alkatrészek Az „Aist” rendszer egy vezérlőpanelből (PU) – egy „Aist” robotpilótából, egy működtetőből (IM-1) és egy kormányérzékelőből (RS) áll.

A fő irányító állomás a kormányállásban található, az iránytű és a girokompasz átjátszó közelében. A kormánykerék vagy a kormányvezérlő panel általában ugyanarra az oszlopra van felszerelve, mint az autopilot egységgel. Az elektromos erőátvitel fő eleme a kormányoszlopban elhelyezett vezérlőrendszer, amely elektromos vezetékekkel csatlakozik a kormányrúdban lévő fő hajtómotorhoz.

Kormányművek

Kormánygépek. Jelenleg kétféle kormánygépet széles körben használnak - elektromos és hidraulikus. A kormánymű működése a kormányállásból távolról vezérelhető kábel, görgő, elektromos vagy hidraulikus erőátvitel segítségével. Az utolsó kettő a leggyakoribb a modern hajókon.

Kormányművek

A hajókon haditengerészet különféle kormányhajtásokat használnak, köztük a kormányművet elektromos és hidraulikus a hazai és külföldi termelés meghajtói. Biztosítják a kormánymotoros erők átvitelét az állományra.

Közülük a meghajtók két fő típusa ismert.

A kis és közepes lökettérfogatú hajókon elektromos motorból származó mechanikus szektor-kormányhajtást (4.3. ábra) használnak.

Ebben a hajtásban a kormányrúd mereven van rögzítve a kormányszárhoz. Az állományra lazán rögzített szektor rugós lengéscsillapítóval, a kormánymotorral pedig fogaskerekes meghajtással kapcsolódik a kormányrúdhoz.

A kormánykereket elektromos motor mozgatja a szektoron és a kormányon keresztül, a hullámütésekből származó dinamikus terheléseket pedig lengéscsillapítók nyelték el.

4.3 ábra - Kormányberendezés mechanikus szektor-kormányhajtással

villanymotorból:

1 - kézi (vészhelyzeti) kormánykerék; 2 - kormányrúd; 3 - sebességváltó; 4 - kormányszektor; 5- villanymotor; 6 - rugó, 7 - kormánymű; 8 profilú alakos kormánykerék; 9 - a csigakerék és a fék szegmense; 10 – féreg.

Az elektromos hajtóművel ellátott szektorkormányzó gép vezérlési rajza az alábbi ábrán látható

4.4. ábra

4.5 ábra - Hidraulikus kormányberendezés vezérlési diagramja

kettős dugattyús kormánygép:

1 - kormánykerék helyzetérzékelő; 2 - kábelhálózat; 3 - olajszivattyú meghajtó motor; 4 - olajszivattyú; 5 - kormányoszlop; 6 - kormányhelyzet-ismétlő; 7- telemotor vevő; 8- a kormánygép hidraulikus hengerei; 9- kormánymű; 10 - olajvezeték; 11 - beállító rúd Visszacsatolás követő rendszer; 12 - telemotor érzékelő; 13 – olajvezeték.

A modern hajókon a hidraulikus hengerekből származó teljesítménydugattyús meghajtást használják (4.5. ábra). Két hidraulikus hengerből, egy olajszivattyúból, egy telemotorból és egy hidraulikus rendszerből áll.

A készülék a következőképpen működik. A kormányállásban elhelyezett kormánykerék forogásakor a vezérlőállomás teledinamikus érzékelője olajnyomás formájában parancsjelet generál, amelyet a hidraulikus rendszer szivattyúz a telemotor hengerébe. Ennek a jelnek a hatására a telemotor működésbe lép

Annak megakadályozására, hogy a hidraulikus hengerekben az olajnyomás megnőjön, amikor erős hullám vagy nagy jégtábla éri a kormánylapátot, a hidraulikus rendszer biztonsági szelepekkel és lengéscsillapító rugókkal van felszerelve.

Ha a telemotor meghibásodik, a kormánymű kézzel vezérelhető a kormányrúdból.

Ha mindkét olajszivattyú meghibásodik, átváltanak a kormánykerék kézi váltására, amihez a hidraulikarendszer csövei közvetlenül a hidraulikahengerekhez csatlakoznak, és nyomást keltenek bennük a kormánykerék elforgatásával a vezérlőoszlopban.

A hasonló működési elvű kétdugattyús kormánygép egységeinek elrendezését a 4.6. ábra mutatja. Ezeket a gépeket a legszélesebb körben használják a modern hajókon, mivel ezek biztosítják a teljes kormánymű legnagyobb hatékonyságát. Ezekben a munkaolaj nyomása a hidraulikus hengerekben közvetlenül átalakul, először a dugattyú transzlációs mozgásává, majd egy mechanikus erőátvitelen keresztül a kormánymű forgó mozgásává, amely mereven kapcsolódik a kormányrúdhoz. A kormánygép szükséges olajnyomását és teljesítményét változtatható teljesítményű radiális dugattyús szivattyúk állítják elő, a hengerek között pedig telemotor osztja el, amely a kormányállásból kapja a kormányparancsot.

A stabilitás a hajók egyik legfontosabb tengeri alkalmassága, amely a hajózás biztonságát illetően rendkívül fontos kérdésekkel jár. A stabilitás elvesztése szinte mindig a hajó és nagyon gyakran a legénység halálát jelenti. Az egyéb tengeri alkalmasság változásaitól eltérően a stabilitás csökkenése nem látható, és a hajó legénysége általában a borulás előtti utolsó másodpercig nem tud a közelgő veszélyről. Ezért a legnagyobb figyelmet a hajóelmélet ezen szakaszának tanulmányozására kell fordítani.

Ahhoz, hogy egy hajó adott egyensúlyi helyzetben lebeghessen a víz felszínéhez képest, nem csak az egyensúlyi feltételeknek kell megfelelnie, hanem képesnek kell lennie ellenállni az egyensúlyi helyzetből kimozdító külső erőknek is. ezen erők hatásának megszűnése után térjen vissza eredeti helyzetébe. Ezért a hajó egyensúlyának stabilnak kell lennie, vagy más szóval a hajónak pozitív stabilitással kell rendelkeznie.

A stabilitás tehát az egyensúlyi állapotból külső erők hatására kihozott edény azon képessége, hogy ezen erők hatásának megszűnése után ismét visszatér eredeti egyensúlyi helyzetébe.

Az edény stabilitása az egyensúlyához kapcsolódik, ami az utóbbi jellemzője. Ha a hajó egyensúlya stabil, akkor a hajó stabilitása pozitív; ha az egyensúlya közömbös, akkor a hajó stabilitása nulla, és végül, ha a hajó egyensúlya instabil, akkor negatív stabilitású.

Shiryaev tankhajó kapitány

Ez a fejezet megvizsgálja a hajó oldalirányú dőlésszögét a hajó középső vázsíkjában.

A keresztirányú dőlések során, azaz amikor felfordulás esetén a stabilitást keresztirányúnak nevezzük. A hajó dőlésszögétől függően az oldalsó stabilitást kis dőlésszögű (10-15 fokig) vagy úgynevezett kezdeti stabilitásra és nagy dőlésszögű stabilitásra osztják.

A hajó billenése páros erő hatására történik; ennek az erőpárnak a nyomatékát, amely az edény hossztengelye körüli forgását okozza, dőlésnek nevezzük Mkr.

Ha a hajóra alkalmazott Mcr fokozatosan növekszik nulláról a végső értékre, és nem okoz szöggyorsulást, tehát tehetetlenségi erőket, akkor az ilyen dőlésszögű stabilitást statikusnak nevezzük.

A hajóra ható billenőnyomaték azonnal szöggyorsulás és tehetetlenségi erők kialakulásához vezet. Az ilyen hajlam által megnyilvánuló stabilitást dinamikusnak nevezzük.

A statikus stabilitást egy helyreállító momentum fellépése jellemzi, amely hajlamos az edényt eredeti egyensúlyi helyzetébe visszaállítani. A dinamikus stabilitást ennek a pillanatnak a munkája jellemzi a cselekvés elejétől a végéig.

Tekintsük az edény egyenletes keresztirányú dőlését. Feltételezzük, hogy a kezdeti helyzetben a hajó egyenes leszállással rendelkezik. Ebben az esetben a D' támasztóerő a DP-ben hat, és a C pontban – a hajó méretének középpontjában – érvényesül (Center of felhajtóerő-B).

Tegyük fel, hogy az edény egy billenőnyomaték hatására kis θ szögben keresztirányú dőlést kapott. Ekkor a nagyság középpontja a C pontból a C 1 pontba kerül, és a támasztóerő az új, meglévő B 1 L 1 vízvonalra merőlegesen θ szögben irányul a középsíkkal. A támasztóerő eredeti és új irányának cselekvési vonalai az m pontban metszik egymást. A támasztóerő hatásvonalának ezt a metszéspontját egy úszóhajó végtelenül kicsiny térfogatú dőlésszögénél keresztirányú metacentrumnak nevezzük.

A metacentrumnak egy másik definíciót is adhatunk: a nagyságközéppont elmozdulási görbéjének a keresztirányú síkban lévő görbületi középpontját keresztirányú metacentrumnak nevezzük.

Egy mennyiség középpontjának eltolási görbéjének a keresztirányú síkban való görbületi sugarát keresztirányú metacentrikus sugárnak (vagy kis metacentrikus sugárnak) nevezzük. Az m keresztirányú metacentrum és a C nagyságrendű középpont távolsága határozza meg, és r betűvel jelöljük.

A keresztirányú metacentrikus sugarat a következő képlettel lehet kiszámítani:

azaz a keresztirányú metacentrikus sugár egyenlő a vízvonal területének Ix tehetetlenségi nyomatékával a terület súlypontján átmenő hossztengelyhez viszonyítva, osztva a vízvonalnak megfelelő V térfogati elmozdulással.

Stabilitási feltételek

Tegyük fel, hogy a közvetlen egyensúlyi helyzetben lévő és a felsővezeték vízvonala mentén lebegő hajó az Mkr külső billenőnyomaték hatására úgy megdőlt, hogy a felsővezeték eredeti vízvonala a új meglévő vízvonal B 1 L 1 kis θ szöget alkot. A vízbe merült hajótestrész alakváltozása miatt a hajótest ezen részére ható hidrosztatikus nyomáserők eloszlása ​​is megváltozik. Az edény méretének közepe a tekercs felé mozog, és a C pontból a C 1 pontba kerül.

A változatlan D' támasztóerő az új effektív vízvonalra merőlegesen függőlegesen felfelé irányul, és hatásvonala az eredeti keresztirányú m metacentrumban metszi a DP-t.

A hajó súlypontjának helyzete változatlan marad, a P súlyerő pedig merőleges lesz az új B 1 L 1 vízvonalra. Így az egymással párhuzamos P és D' erők nem ugyanazon a függőlegesen fekszenek, és ezért erőpárt alkotnak a GK karral, ahol a K pont a G pontból leeresztett merőleges alapja. a támasztó erő hatásiránya.

Az edény súlya és a támasztóerő által alkotott erőpárt, amely az edényt eredeti egyensúlyi helyzetébe viszi vissza, helyreállító párnak, a pár nyomatékát pedig Mθ helyreállító nyomatéknak nevezzük.

A dőlt hajó stabilitásának kérdését a kiegyenlítő momentum hatásiránya dönti el. Ha a kiegyenlítő nyomaték hajlamos visszaállítani a hajót az eredeti egyensúlyi helyzetébe, akkor a kiegyenlítő momentum pozitív, a hajó stabilitása is pozitív - a hajó stabil. ábrán. A 2. ábrán látható a hajóra ható erők elhelyezkedése, ami egy pozitív kiegyenlítő nyomatéknak felel meg. Könnyen ellenőrizhető, hogy ilyen pillanat következik be, ha a CG a metacentrum alatt van.

ábrán. A 3. ábra az ellenkező esetet mutatja, amikor a visszaállító nyomaték negatív (a súlypont a metacentrum felett van). Hajlamos tovább kitéríteni a hajót egyensúlyi helyzetéből, mivel hatásának iránya egybeesik az Mkr külső billenőnyomaték hatásirányával. Ebben az esetben a hajó nem stabil.

Elméletileg feltételezhető, hogy az edény megdöntésekor a visszaállítási nyomaték nullával egyenlő, vagyis az edény súlyának ereje és a támasztóerő ugyanazon a függőlegesen helyezkedik el, amint az az ábrán látható. 4.

A kiegyenlítő nyomaték hiánya ahhoz vezet, hogy a billenőnyomaték megszűnése után a hajó ferde helyzetben marad, azaz a hajó közömbös egyensúlyban van.

Így a keresztirányú metacentrum m és C.T. egymáshoz viszonyított helyzete szerint. G a kiegyenlítő nyomaték előjele alapján, vagy más szóval a hajó stabilitása alapján ítélhető meg. Tehát, ha a keresztirányú metacentrum a súlypont felett van (2. ábra), akkor a hajó stabil.

Ha a keresztirányú metacentrum a súlypont alatt helyezkedik el, vagy egybeesik vele (3., 4. ábra), a hajó nem stabil.

Ebből adódik a metacentrikus magasság fogalma: a keresztirányú metacentrikus magasság a keresztirányú metacentrumnak az edény súlypontja fölé való emelkedése a kezdeti egyensúlyi helyzetben.

A keresztirányú metacentrikus magasságot (2. ábra) a súlypont (azaz G) és a keresztirányú metacentrum (azaz m), azaz az mG szakasz távolsága határozza meg. Ez a szegmens állandó érték, mivel és C.T. , és a keresztirányú metacentrum kis dőlés esetén nem változtatja meg helyzetét. Ebben a tekintetben célszerű ezt a hajó kezdeti stabilitásának kritériumaként elfogadni.

Ha a keresztirányú metacentrum az ér súlypontja felett helyezkedik el, akkor a keresztirányú metacentrikus magasság pozitívnak tekinthető. Ekkor az ér stabilitásának feltétele a következő megfogalmazásban adható meg: az ér akkor stabil, ha keresztirányú metacentrikus magassága pozitív. Ez a meghatározás kényelmes abból a szempontból, hogy lehetővé teszi a hajó stabilitásának megítélését anélkül, hogy figyelembe vennénk annak dőlését, azaz nulla dőlési szögnél, amikor egyáltalán nincs kiegyenlítő nyomaték. Annak megállapításához, hogy milyen adatok szükségesek a keresztirányú metacentrikus magasság értékének meghatározásához, térjünk át az 1. ábrára. Az 5. ábra egy pozitív kezdeti oldalstabilitással rendelkező hajó C nagyságpontjának, G súlypontjának és keresztirányú metacentrumának m relatív elhelyezkedését mutatja.

Az ábrán látható, hogy a h keresztirányú metacentrikus magasság a következő képletek egyikével határozható meg:

h = Z C ± r – Z G ;

h = Z m – Z G .

A keresztirányú metacentrikus magasságot gyakran az utolsó egyenlőség segítségével határozzák meg. A Zm keresztirányú metacentrum alkalmazását a metacentrikus diagramból találhatjuk meg. Az ér keresztirányú metacentrikus magasságának meghatározásában a fő nehézségek a ZG tömegközéppont alkalmazásának meghatározásakor merülnek fel, amelyet az edény tömegterhelésének összefoglaló táblázatával határoznak meg (a kérdést az előadásban tárgyaltuk -).

A külföldi szakirodalomban a megfelelő pontok és stabilitási paraméterek megjelölése az alábbi ábrán látható módon nézhet ki. 6.

• ahol K a gerincpont;
• B – felhajtóerő középpontja;
• G – súlypont;
• M – keresztirányú metacentrum;
• CV – a nagyságközéppont pályázata;
• KG – a súlypont alkalmazása;
• KM - a keresztirányú metacentrum alkalmazása;
• VM – keresztirányú metacentrikus sugár (Radius of metacentre);
• BG – a súlypont emelkedése a nagyságközéppont fölé;
• GM – keresztirányú metacentrikus magasság.

A statikus stabilitási kart, amelyet szakirodalmunkban GK-ként jelölünk, a külföldi szakirodalom GZ-ként jelöli.

Javasolt olvasmány.

• A dőléssíktól függően vannak oldalirányú stabilitás amikor dől és hosszirányú stabilitás vágásnál. A felszíni hajók (hajók) vonatkozásában a hajótest megnyúlt alakja miatt hosszirányú stabilitása jóval nagyobb, mint a keresztirányú stabilitás, ezért a hajózás biztonsága érdekében a legfontosabb a megfelelő oldalstabilitás biztosítása.

• A dőlés nagyságától függően megkülönböztetik a stabilitást kis dőlésszögeknél ( kezdeti stabilitás) és a stabilitás nagy dőlésszögeknél.

• A karaktertől függően aktív erők különbséget tenni statikus és dinamikus stabilitás között.

Kezdeti oldalsó stabilitás

A hengerlés során a stabilitás kezdeti szögben 10-15°-ig terjed. Ezen határokon belül a kiegyenlítő erő arányos a dőlésszöggel, és egyszerű lineáris összefüggésekkel határozható meg.

Ebben az esetben azt feltételezzük, hogy az egyensúlyi helyzettől való eltérést olyan külső erők okozzák, amelyek nem változtatják meg sem az edény súlyát, sem a súlypontjának (CG) helyzetét. Ekkor az elmerült térfogat nem mérete, hanem alakja változik. Az egyenlő térfogatú hajlásszögek egyenlő térfogatú vízvonalaknak felelnek meg, levágva a hajótest azonos nagyságú merülő térfogatait. A vízvonal síkjainak metszésvonalát dőléstengelynek nevezzük, amely azonos térfogatú hajlásokkal halad át a vízvonal területének súlypontján. Keresztirányú hajlásokkal a középsíkban fekszik.

Szabad felületek

A fent tárgyalt esetek mindegyike azt feltételezi, hogy az edény súlypontja álló helyzetben van, vagyis nincsenek megdöntve elmozduló terhek. De ha ilyen terhelések léteznek, a stabilitásra gyakorolt ​​hatásuk sokkal nagyobb, mint másoké.

Tipikus eset a folyékony rakomány (üzemanyag, olaj, ballaszt és kazánvíz) részben feltöltött, azaz szabad felületű tartályokban. Az ilyen terhek megdöntve túlcsordulhatnak. Ha a folyékony rakomány teljesen feltölti a tartályt, az egyenértékű egy szilárd, rögzített rakományral.

A szabad felület hatása a stabilitásra

Ha a folyadék nem tölti meg teljesen a tartályt, azaz van egy szabad felülete, amely mindig vízszintes helyzetben van, akkor az edény ferdén döntve θ a folyadék a dőlés felé áramlik. A szabad felület ugyanolyan szöget vesz be a KVL-hez képest.

A folyékony rakomány szintjei egyenlő térfogatú tartályokat vágnak le, vagyis hasonlóak az azonos térfogatú vízvonalakhoz. Ezért az a pillanat, amelyet a folyékony rakomány túlcsordulása okoz egy tekercs közben δm θ, az alakstabilitás pillanatához hasonlóan ábrázolható m f, csak δm θ szemben m f jellel:

Ahol én x- a folyadékterhelés szabad felületének tehetetlenségi nyomatéka a terület súlypontján átmenő hossztengelyhez képest, γ f- folyékony rakomány fajsúlya

Ezután a helyreállítási pillanat szabad felületű folyadékterhelés jelenlétében:

Ahol h- transzverzális metacentrikus magasság transzfúzió hiányában, h 1 = h − γ f i x /γV- tényleges keresztirányú metacentrikus magasság.

Az irizáló súly hatása a keresztirányú metacentrikus magasság korrekcióját adja δ h = − γ f i x /γV

A víz és a folyékony rakomány sűrűsége viszonylag stabil, vagyis a korrekciót elsősorban a szabad felület alakja, pontosabban a tehetetlenségi nyomatéka befolyásolja. Ez azt jelenti, hogy az oldalsó stabilitást elsősorban a szabad felület szélessége és hosszanti hossza befolyásolja.

A negatív korrekciós érték fizikai jelentése az, hogy a szabad felületek jelenléte mindig csökkenti stabilitás. Ezért szervezeti és konstruktív intézkedéseket hoznak ezek csökkentésére:

1. a tartályok teljes préselése a laza felületek elkerülése érdekében
2. ha ez nem lehetséges, akkor a nyak alá töltsük, vagy fordítva, csak az aljára. Ebben az esetben minden dőlés élesen csökkenti a szabad felületet.
3. a szabad felületű tartályok számának szabályozása
4. osztótartályok belső áthatolhatatlan válaszfalakkal a szabad felület tehetetlenségi nyomatékának csökkentése érdekében én x

   Amikor billenőnyomatékot alkalmaznak a hajóra m kr, állandó nagyságú, pozitív gyorsulást kap, amellyel gurulni kezd. Döntéskor a helyreállítási momentum növekszik, de eleinte egészen a szögig θ st, ahol m cr = m θ, kevésbé lesz sarló. A statikus egyensúlyi szög elérésekor θ st, a forgó mozgás kinetikus energiája maximális lesz. Ezért a hajó nem marad egyensúlyi helyzetben, hanem a mozgási energia hatására tovább gurul, de lassan, mivel a kiegyenlítő nyomaték nagyobb, mint a billenőnyomaték. A korábban felhalmozott mozgási energiát a visszaállító nyomaték többletmunkája kioltja. Amint ennek a munkának a nagysága elegendő a kinetikus energia teljes kioltásához, a szögsebesség nullává válik, és a hajó leáll.

   Azt a legnagyobb dőlésszöget, amelyet egy hajó egy dinamikus pillanatból megkap, dinamikus dőlésszögnek nevezzük θ din. Ezzel szemben az a dőlésszög, amellyel a hajó lebegni fog ugyanazon nyomaték hatására (a feltételtől függően m cr = m θ), az úgynevezett statikus dőlési szög θ st.

   Ha a statikus stabilitási diagramra hivatkozunk, akkor a munkát a kiegyenlítő nyomaték görbe alatti területtel fejezzük ki m in. Ennek megfelelően a dinamikus dőlésszög θ din területek egyenlőségéből határozható meg OABÉs BCD, amely megfelel a visszaállító nyomaték többletmunkájának. Analitikailag ugyanaz a munka számítható ki:

   ,

   a 0 és a tartományban θ din.

   A dinamikus dőlésszög elérése után θ din, a hajó nem kerül egyensúlyba, hanem egy túlzott kiegyenlítő nyomaték hatására gyorsulni kezd, hogy kiegyenesedjen. Vízállóság hiányában a hajó dőléskor csillapítatlan oszcillációkba lépne az egyensúlyi helyzet körül. θ st / szerk. Fizikai enciklopédia

Hajó, a hajó azon képessége, hogy ellenálljon a külső erőknek, amelyek elgurulnak vagy eldőlnek, és visszaállnak eredeti egyensúlyi helyzetébe, miután hatásuk megszűnik; a hajók egyik legfontosabb tengeri alkalmassági tulajdonsága. O. dőléskor...... Nagy Szovjet Enciklopédia

Az a tulajdonsága, hogy egy hajó függőleges helyzetben egyensúlyban van, és miután valamilyen erő hatására eltávolították onnan, hatásának megszűnése után ismét visszatér hozzá. Ez a minőség az egyik legfontosabb a hajózás biztonsága szempontjából; sok volt… … Enciklopédiai szótár F.A. Brockhaus és I.A. Efron

G. A hajó azon képessége, hogy függőleges helyzetben lebegjen, és megdőlés után kiegyenesedjen. Efraim magyarázó szótára. T. F. Efremova. 2000... Az orosz nyelv modern magyarázó szótára, Efremova

Stabilitás, stabilitás, stabilitás, stabilitás, stabilitás, stabilitás, stabilitás, stabilitás, stabilitás, stabilitás, stabilitás, stabilitás (

A stabilitás az egyensúlyi helyzetből letért hajó azon képessége, hogy az eltérést okozó erők megszűnése után visszatérjen oda.

A hajó dőlése felléphet a szembejövő hullámok hatására, a rekeszek aszimmetrikus elárasztása lyuk során, a rakomány mozgása, a szélnyomás, a rakomány átvétele vagy elfogyasztása miatt.

Az edény dőlését a keresztirányú síkban gördülésnek, a hosszirányú síkban pedig trimnek nevezzük. Az ebben az esetben képzett szögeket θ, illetve ψ jelöli

Azt a stabilitást, amellyel a hajó a hosszirányú dőlések során rendelkezik, hosszirányúnak nevezzük. Általában meglehetősen nagy, és soha nem áll fenn annak a veszélye, hogy a hajó felboruljon az orron vagy a faron keresztül.

A hajó stabilitását keresztirányú dőlések során keresztirányúnak nevezzük. Ez a hajó legfontosabb jellemzője, amely meghatározza annak tengeri alkalmasságát.

Megkülönböztetik a kezdeti oldalsó stabilitást kis dőlési szögeknél (10-15°-ig) és a nagy dőlésszögeknél fennálló stabilitást, mivel a kiegyenlítő nyomatékot kis és nagy dőlésszögeknél különböző módon határozzák meg.

Kezdeti stabilitás. Ha a hajó az MKR külső billenőnyomatékának (például szélnyomásnak) hatására θ szögű (az eredeti WL0 és a jelenlegi WL1 vízvonalak közötti szög) szöget kap, akkor a változás miatt a hajó víz alatti részének alakjában a C érték középpontja a C1 pontba kerül (5. ábra). Az yV támasztóerőt a C1 pontban kell alkalmazni, és a WL1 tényleges vízvonalra merőlegesen kell irányítani. Az M pont az átmérős sík és a támasztóerők hatásvonalának metszéspontjában található, és keresztirányú metacentrumnak nevezzük. A P hajó súlyereje a G tömegközéppontban marad. Az yV erővel együtt olyan erőpárt képez, amely az MKR billenőnyomatéka miatt megakadályozza a hajó megbillentését. Ennek az erőpárnak a pillanatát az MV visszaállító momentumának nevezzük. Értéke a ferde hajó súly- és támasztóereje közötti l=GK kartól függ: MV = Pl =Ph sin θ, ahol h az M pont magassága a G edény CG-je felett, amelyet keresztirányú metacentrikus magasságnak nevezünk. a hajóról.

A képletből jól látható, hogy minél nagyobb a h érték, annál nagyobb a visszaállító nyomaték. Ezért a metacentrikus magasság egy adott ér stabilitásának mértékeként szolgálhat.

Egy adott hajó h értéke bizonyos merülésnél a hajó súlypontjának helyzetétől függ. Ha a rakomány úgy van elhelyezve, hogy a hajó súlypontja több mint magas pozíciót, akkor csökken a metacentrikus magasság, és ezzel együtt a statikus stabilitási kar és a kiegyenlítő nyomaték, azaz az ér stabilitása. A súlypont helyzetének csökkenésével a metacentrikus magasság nő, és a hajó stabilitása nő.

Mivel kis szögeknél a szinuszuk megközelítőleg megegyezik a radiánban mért szögek nagyságával, felírhatjuk, hogy MV = Рhθ.

A metacentrikus magasság a h = r + zc - zg kifejezésből határozható meg, ahol zc a CV magassága az OL felett; r a keresztirányú metacentrikus sugár, azaz a metacentrumnak a középpont feletti magassága; zg a hajó CG-jének a fő feletti magassága.

Egy megépített hajón a kezdeti metacentrikus magasságot kísérleti úton határozzák meg - dőlésszöggel, azaz az edény keresztirányú dőlését egy bizonyos súlyú rakomány mozgatásával, amelyet sarokballasztnak neveznek.

Stabilitás nagy dőlésszögeknél. A hajó gurulásának növekedésével a kiegyenlítő nyomaték először növekszik, majd csökken, nullával egyenlővé válik, és nemhogy nem akadályozza meg a dőlést, hanem éppen ellenkezőleg, hozzájárul ahhoz.


Mivel az elmozdulás egy adott terhelési állapothoz állandó, a helyreállító nyomaték csak az oldalsó stabilitási kar változása miatt változik. A nagy dőlési szögeknél az oldalstabilitás számításai alapján egy statikus stabilitási diagramot készítünk, amely egy grafikon, amely az lst dőlésszögtől való függését fejezi ki. A statikus stabilitási diagram a hajórakodás legtipikusabb és legveszélyesebb eseteire készült.

A diagram segítségével meghatározhatja a dőlésszöget egy ismert dőlési nyomatékból, vagy fordítva, megtalálhatja a dőlési nyomatékot egy ismert dőlési szögből. A statikus stabilitási diagramból meghatározható a kezdeti metacentrikus magasság. Ehhez egy 57,3°-os radiánt le kell választani a koordináták origójából, és a merőlegest vissza kell állítani addig, amíg az nem metszi a stabilitási karok görbéjének érintőjét a koordináták origójában. A vízszintes tengely és a metszéspont közötti szakasz a diagram skáláján egyenlő lesz a kezdeti metacentrikus magassággal.

A billenőnyomaték lassú (statikus) hatására az egyensúlyi állapot a hengerlés során akkor következik be, ha a nyomatékegyenlőség feltétele teljesül, azaz MKR = MV


A billenőnyomaték dinamikus hatására (szélroham, a vonókötél megrándulása a fedélzeten) a hajó megdöntve szögsebességet vesz fel. A tehetetlenség hatására átmegy a statikus egyensúlyi helyzeten, és addig dől, amíg a billenőnyomaték munkája egyenlővé nem válik a kiegyenlítő nyomaték munkájával.

A dőlési szög nagysága a billenőnyomaték dinamikus hatása alatt a statikus stabilitási diagramból határozható meg. A billenőnyomaték vízszintes vonalát addig folytatjuk jobbra, amíg az ODSE terület (a dőlési nyomaték munkája) egyenlővé nem válik az OBE ábra területével (a kiegyenlítő nyomaték munkája). Ebben az esetben az OACE területe általános, így az OACE és az ABC területeinek összehasonlítására szorítkozhatunk.

Ha a helyreállítási nyomatékok görbéje által határolt terület nem elegendő, a hajó felborul.

A tengerjáró hajók stabilitásának meg kell felelnie a lajstrom követelményeinek, amelyek alapján teljesíteni kell a feltételt (ún. időjárási kritérium): K = Moprmin / Mdnmax ≥ 1 "ahol Moprmin a minimális borulási nyomaték (a minimális dinamikusan alkalmazott billenőnyomaték, figyelembe véve a dőlésszöget), amelynek hatására a hajó még nem veszíti el stabilitását; Az Mdnmax a szélnyomásból dinamikusan alkalmazott dőlési nyomaték a stabilitás szempontjából legrosszabb terhelési lehetőség mellett.

A lajstrom követelményeinek megfelelően a statikus stabilitási diagram lmax maximális karjának legalább 0,25 m-nek kell lennie a 85 m hosszú hajóknál és legalább 0,20 m-nek a 105 m-nél hosszabb, 30°-nál nagyobb θ dőlésszögű hajóknál. A diagram dőlésszögének (az a szög, amelyben a stabilitási kar görbe metszi a vízszintes tengelyt) minden hajó esetében legalább 60°-nak kell lennie.

A folyékony rakomány hatása a stabilitásra. Ha a tartály nincs a tetejéig megtöltve, vagyis van benne szabad folyadékfelület, akkor megdöntve a folyadék a lista irányába fog folyni, és az edény súlypontja ugyanabban eltolódik. irány. Ez a stabilitási kar csökkenéséhez, következésképpen a kiegyenlítő nyomaték csökkenéséhez vezet. Ezenkívül minél szélesebb a tartály, amelyben van egy szabad folyadékfelület, annál jelentősebb lesz az oldalsó stabilitás csökkenése. A szabad felület befolyásának csökkentése érdekében célszerű csökkenteni a tartályok szélességét, és törekedni arra, hogy üzem közben minimális számú tartály legyen szabad folyadékfelülettel.

Az ömlesztett rakomány hatása a stabilitásra. Ömlesztett rakomány (gabona) szállításakor kissé eltérő kép figyelhető meg. A billentés kezdetén a teher nem mozdul. Csak akkor kezd kiborulni a rakomány, ha a dőlésszög meghaladja a nyugalmi szöget. Ebben az esetben a kiömlött rakomány nem tér vissza korábbi helyzetébe, hanem oldalt maradva visszamaradó dőlést hoz létre, amely ismétlődő dőlési pillanatok (például vihar) során a stabilitás elvesztéséhez és a hajó felborulásához vezethet. .

A rakterekbe történő gabona kiömlésének megakadályozására felfüggesztett hosszanti féltömböket - váltódeszkákat - szerelnek fel, vagy a raktérbe öntött gabona tetejére gabonazsákokat helyeznek (rakomány zsákolás).

A felfüggesztett teher hatása a stabilitásra. Ha a rakomány a raktérben van, akkor amikor felemeli, például daruval, olyan, mintha a rakomány azonnal a felfüggesztési pontra kerülne. Ennek eredményeként a hajó súlypontja függőlegesen felfelé tolódik el, ami a kiegyenlítő nyomaték karjának csökkenéséhez vezet, amikor a hajó gurul, azaz a stabilitás csökkenéséhez vezet. Ebben az esetben a stabilitás csökkenése nagyobb lesz, minél nagyobb a rakomány tömege és a felfüggesztés magassága.

Stabilitás a külső erők hatására egyensúlyi helyzetből megbillent hajó azon képessége, hogy ezen erők hatásának megszűnése után egyensúlyi állapotba kerüljön.

A hajó megdöntése olyan külső erők hatására következhet be, mint a rakomány mozgása, befogadása vagy kiürítése, szélnyomás, hullámhatás, a vontatókötél feszültsége stb.

Azt a stabilitást, amellyel a hajó a hosszirányú dőlések során rendelkezik, trimmszögekkel mérve, longitudinálisnak nevezzük. Általában elég nagy, így soha nem áll fenn annak a veszélye, hogy a hajó az orron vagy a faron keresztül felborul. A tanulmányozás során azonban meg kell határozni a hajó trimmét a külső erők hatására. Azt a stabilitást, amellyel a hajó a keresztirányú dőlések során a 6 dőlésszögekkel mérve, keresztirányúnak nevezzük.

Az oldalsó stabilitás a hajó legfontosabb jellemzője, amely meghatározza a hajózási alkalmasságát és a hajózás biztonságának fokát. Az oldalsó stabilitás vizsgálatakor különbséget kell tenni a kezdeti stabilitás (a hajó kis dőlésszögénél) és a nagy dőlésszögek esetén fennálló stabilitás között. Kezdeti stabilitás. Amikor a hajó kis szögben elgurul a fent említett külső erők bármelyike ​​hatására, a központi pont a víz alatti térfogat mozgása miatt elmozdul (149. ábra). Az ebben az esetben generált helyreállító nyomaték nagysága a váll méretétől függ l= GK erők között

megdöntött hajó súlya és támasztéka. Ahogy az ábrából is látszik, a helyreállító pillanat Mv= Dl = Dh sinθ, hol h- pont magasság M a hajó CG felett G, hívott az ér keresztirányú metacentrikus magassága. Pont M az ér keresztirányú metacentrumának nevezzük.

Rizs. 149. Erők hatása a hajó gurulásakor

A metacentrikus magasság a legfontosabb stabilitási jellemző. A kifejezés határozza meg

h = z c + r - z g,

Ahol z c- az önéletrajz OL fölé emelése; r- keresztirányú metacentrikus sugár, azaz a metacentrum emelkedése a központi pont felett; z g- a hajó CG-jének megemelése az OL fölé.

Jelentése z g a tömegterhelés kiszámításakor határozzák meg. Körülbelül lehetséges

elfogad (teljes rakományú hajóhoz) z g = (0,654-0,68) N, Ahol N- oldalmagasság a hajó közepén.

Jelentése z cÉs r elméleti rajzból vagy (durva számításokhoz) közelítő képletekkel határozzuk meg, például:

Ahol BAN BEN- a hajó szélessége, m; T- huzat, m; α - vízvonal teljességi együtthatója; δ - az általános teljesség együtthatója; NAK NEK- együttható, amely a vízvonal alakjától és teljességétől függ, és 0,086 és 0,089 között változik.

A fenti képletekből jól látható, hogy az ér oldalsó stabilitása B és α növekedésével növekszik; csökkenő T-vel és δ-vel; növekvő önéletrajzzal z c; Val vel

a központi fűtés csökkentése z g. Így a széles hajók, valamint az alacsony CG elhelyezkedésű hajók stabilabbak. Amikor a CG csökken, azaz amikor a nehezebb terhek - gépek és berendezések - a lehető legalacsonyabb helyen vannak elhelyezve

A magasan fekvő szerkezetek (felépítmények, oszlopok, csövek, amelyek esetenként erre a célra készülnek könnyű ötvözetből) könnyítésével nő a metacentrikus magasság. És fordítva, amikor nehéz terhelés érkezik a fedélzetre, jegesedés lép fel a hajótest felületén, felépítményeken, árbocokon stb., miközben a hajó téli körülmények között halad, a hajó stabilitása csökken.

Döntő tapasztalat. Egy megépített edényen a kezdeti metacentrikus magasság meghatározása (a metacentrikus stabilitási képlet segítségével) kísérleti úton - az edény megdöntésével történik, amelyet 1,5-2 -os szögben, előre lemért teher oldalról oldalra történő átvitelével hajtanak végre. A lejtős kísérlet diagramja az ábrán látható. 150.

Rizs. 150. A dőlési kísérlet sémája.

1 - rack osztásokkal; 2 - súly és oroszlánhal; 3 - fürdő vízzel vagy olajjal; 4 - súlymenet; 5 - hordozható rögzítősúly

Sarlós pillanat M kr terhelés áthelyezése okozza R a távolba nál nél: M cr = Ru. A metacentrikus stabilitási képlet szerint h = M KP /Dθ (sin θ helyett a θ érték szerepel a kis θ hengerlési szög miatt). De θ = d/l, Ezért h = Pyl/Dd.

A képletben szereplő összes mennyiség értékét a dőléskísérlet során határozzuk meg. Az elmozdulást a mélyedés nyomai mentén mért csapadékon alapuló számítással határozzuk meg.

Kisméretű hajókon a rakomány szállítását (nyersvas, homokzsákok stb.) időnként felváltják a futó emberek, akiknek össztömege az üres hajó vízkiszorításának körülbelül 0,2-0,5%-a. A θ gördülési szöget olajfürdőbe mártott skálákkal mérjük. BAN BEN Utóbbi időben A súlyokat speciális eszközökkel helyettesítik, amelyek lehetővé teszik a dőlésszög pontos mérését a dőléskísérlet során (figyelembe véve az edény teherhordásakor fellépő ringatását) - az úgynevezett inklinográfokat.

A hajláskísérlet segítségével megállapított kezdeti metacentrikus magasság alapján a megszerkesztett ér CG helyzetét a fenti képletek segítségével számítjuk ki.

Az alábbiak a hozzávetőleges keresztirányú metacentrikus magasságok különböző típusú teljesen megrakott hajókhoz:

Nagy személyszállító hajók …………………………… 0,3-1,5

Közepes és kisméretű személyszállító hajók. . . ……………… 0,6-0,8

Nagy száraz teherszállító hajók …………………………….. 0,7-1,0

Átlag………………………………………………………………….. 0,5-0,8

Nagy tartályhajók …………………………………… 2,0-4,0

Átlag…………………………………………………………………… 0,7-1,6

Folyami személyszállító hajók………………………………….. 3.0-5.0

Bárkák……………………………………………………………2,0-10,0

Jégtörők……………………………………………………………… 1,5-4,0

Vontatók……………………………………………………… 0,5-0,8

Halászhajók …………………………………. 0,7-1,0

Stabilitás nagy dőlésszögeknél. Az edény billenési szögének növekedésével a kiegyenlítő nyomaték először növekszik (151. ábra, a-c), majd csökken, nullával egyenlővé válik, és már nem akadályozza meg, hanem éppen ellenkezőleg, elősegíti az edény további megdöntését (151. ábra). 151, d).

Rizs. 151. Erők hatása, amikor a hajó nagy szögben billen

Az elmozdulás óta D adott terhelési állapot esetén állandó marad, akkor a visszaállító nyomaték M in a tőkeáttétel változásával arányosan változik l oldalirányú stabilitás. A stabilitási karnak ez a 8 billenési szögtől függő változása kiszámítható és grafikusan ábrázolható a következő formában: statikus stabilitási diagramok(152. ábra), amely a stabilitás szempontjából legtipikusabb és legveszélyesebb hajórakodási esetekre készült.

A statikus stabilitási diagram egy fontos dokumentum, amely a hajó stabilitását jellemzi. Segítségével lehetséges a hajóra ható billenőnyomaték nagyságának ismeretében például a Beaufort-skálán meghatározott szélnyomásból (8. táblázat), vagy a rakomány fedélzetre történő áthelyezéséből az aszimmetrikusan elfogadott DP-ből. ballasztvíz vagy üzemanyag-tartalék stb. , - keresse meg a kapott dőlésszög értékét, ha ez a szög nagy (több mint 10°). A kis gördülési szög kiszámítása diagram készítése nélkül történik a fenti metacentrikus képlet segítségével.

Rizs. 152. Statikus stabilitási diagram

A statikus stabilitási diagram segítségével meghatározhatja az ér kezdeti metacentrikus magasságát, amely megegyezik a vízszintes tengely és a stabilitási karok origóban lévő görbéjének érintőjének metszéspontja közötti szegmenssel a függőlegessel. egy radiánnal egyenlő sarokszög (57,3°). Természetesen minél meredekebb a görbe az origónál, annál nagyobb a kezdeti metacentrikus magasság.

A statikus stabilitási diagram különösen akkor hasznos, ha meg kell találni a hajó dőlésszögét egy hirtelen fellépő erő hatására - az úgynevezett dinamikus erőhatás mellett.

Ha bármilyen statikusan, azaz simán, rángatás nélkül kifejtett erő hat a hajóra, akkor az általa generált billenőnyomaték dőlési szöget hoz létre, amelyet a statikus stabilitási diagramból határozunk meg (amely a kiegyenlítő nyomatékok változásának görbéje formájában van megszerkesztve). D(a dőlési szögből) a vízszintes tengellyel párhuzamosan húzott vízszintes egyenes görbéjének metszéspontjában a billenőnyomaték értékével megegyező távolságra (153. ábra, a). Ezen a ponton (pont A) dőlési nyomaték a statikus hatásból

A szél és a tenger hullámainak jellemzői

Az erő egyenlő azzal a helyreállító nyomatékkal, amely akkor következik be, amikor a hajó megdől, és hajlamos a megdőlt hajót eredeti, egyenes helyzetébe visszaállítani. Az a dőlési szög, amelynél a billenő- és kiegyenlítési nyomatékok egyenlőek, a statikusan kifejtett erőből származó kívánt dőlési szög.

Ha a billenőerő dinamikusan, azaz hirtelen hat a hajóra (szélroham, vonókötél rándulás stb.), akkor az általa okozott dőlésszöget a statikus stabilitási diagramból más módon határozzuk meg.

Rizs. 153. A dőlésszög meghatározása a hatásból statikusan ( A) és dinamikusan ( b) alkalmazott erő

A billenőnyomaték vízszintes vonala, például a szél hatásától vihar alatt, az A ponttól jobbra folytatódik (153. ábra, b), amíg az általa a diagramon belül levágott ABC terület egyenlővé nem válik a terület AOD azon kívül; ebben az esetben az egyenes helyzetének megfelelő hengerlési szög (E pont). Nap, a kívánt gördülési szög egy dinamikusan alkalmazott erő hatására. Fizikailag ez annak a dőlési szögnek felel meg, amelynél a billenőnyomaték hatása (grafikusan a téglalap területével ábrázolva) ODCE) megegyezik a helyreállítási momentum munkájával (az ábra területe MINDKÉT).

Ha a kiegyenlítő nyomatékok görbéje által határolt terület nem bizonyul elegendőnek ahhoz, hogy egyenlő legyen a rajta kívül eső billenőnyomaték által határolt alakzat területével, akkor a hajó felborul. Ezért a diagram egyik fő jellemzője, amely az edény stabilitását jelzi, a görbe és a vízszintes tengely által határolt területe. ábrán. A 154 két hajó statikus stabilitási karjának görbéit mutatja: nagy kezdeti stabilitással, de kis diagramterülettel ( 1 ) és kisebb kezdeti metacentrikus magassággal, de azzal nagyobb terület diagramok (2). A legújabb hajó több mint erős szél, stabilabb. A diagram területe általában nagyobb a magas szabadoldallal rendelkező hajóknál, és kisebb az alacsony szabadoldalas hajóknál.

Rizs. 154. Magas (1) és alacsony (2) szabadoldalas hajó statikus stabilitási görbéi

A tengerjáró hajók stabilitásának meg kell felelnie a Szovjetunió lajstromának stabilitási előírásainak, amelyek a következő feltételt írják elő fő kritériumként (úgynevezett „időjárási kritérium”): borulási nyomaték M def, azaz az a minimális dinamikusan alkalmazott nyomaték, amely a gördülő mozgás és a legrosszabb terhelés egyidejű hatására az edény felborulását okozza, nem lehet kisebb, mint az edényre dinamikusan alkalmazott billenőnyomaték M kr a szélnyomáson, azaz K = M def/M kr≥ l.00.

Ebben az esetben a billenőnyomaték értékét a statikus stabilitási diagramból egy speciális séma szerint, a billenőnyomaték értékét (kN∙m-ben) pedig ehhez viszonyítva (155. ábra) a képlet szerint találjuk meg. M kr = 0,001P in S p z n, Ahol R be- szélnyomás, MPa vagy kgf/m 2 (meghatározva a Beaufort-skála szerint a „fuvalban” oszlopban vagy a Szovjetunió lajstromtáblázata szerint); S n- vitorlafelület (a hajó felületének oldalsó vetületének területe), m 2; z n- a vitorla középpontjának vízvonal feletti magassága, m.

A statikus stabilitási diagram tanulmányozásakor az a szög, amelyben a görbe metszi a vízszintes tengelyt, érdekes - az úgynevezett naplemente szöge. A lajstromszabályok szerint a tengerjáró hajók esetében ez a szög nem lehet kisebb 60°-nál. Ugyanezek a szabályok előírják, hogy a diagramon a kiegyenlítő nyomatékok maximális értékeit legalább 30°-os dőlésszögnél kell elérni, a maximális stabilitási karnak pedig legalább 0,25 m-nek kell lennie a legfeljebb 80 m hosszú hajóknál és legalább 0,20 m a 105 m-nél hosszabb hajók esetében.

Rizs. 155. A dőlésnyomaték meghatározása a szélerő hatásából

zivatarban (a vitorla területe árnyékos)

A folyékony rakomány hatása a stabilitásra. A tartályokban lévő folyékony rakomány a tartályok hiányos feltöltése esetén a hajó megdöntése esetén a billenés irányába mozdul el. Emiatt a hajó CG-je ugyanabba az irányba mozog (a ponttól G 0 pontosan G), ami a helyreállító nyomaték kar csökkenéséhez vezet. ábrán. A 156. ábra azt mutatja, hogy a stabilitási kar l 0 a folyadékterhelés elmozdulását figyelembe véve ig csökken l. Ezenkívül minél szélesebb a szabad folyadékfelülettel rendelkező tartály vagy rekesz, annál nagyobb a CG mozgása, és ennek következtében annál nagyobb az oldalsó stabilitás csökkenése. Ezért a folyékony rakomány hatásának csökkentése érdekében igyekeznek csökkenteni a tartály szélességét, és működés közben korlátozni azon tartályok számát, amelyekben szabad szintek képződnek, azaz nem egyszerre több tartályból kell elfogyasztani az utánpótlást, hanem egyenként.

Az ömlesztett rakomány hatása a stabilitásra. Az ömlesztett rakomány magában foglal mindenféle gabonát, szenet, cementet, ércet, érckoncentrátumokat stb.

A folyékony rakomány szabad felülete mindig vízszintes marad.

Ezzel szemben az ömlesztett rakományt a nyugalmi szög jellemzi, azaz a rakomány felülete és a vízszintes sík közötti legnagyobb szög, amelynél a rakomány még nyugalomban van, és ennek túllépése esetén megindul a kiömlés. A legtöbb ömlesztett rakomány esetében ez a szög 25-35° között van.

A hajóra rakott ömlesztett rakományt is a porozitás vagy a porozitás jellemzi, vagyis a rakományrészecskék által közvetlenül elfoglalt térfogatok és a közöttük lévő üregek aránya. Ez a jellemző, mind a rakomány tulajdonságaitól, mind a raktérbe való berakodás módjától függően meghatározza a szállítás során bekövetkező zsugorodás (tömörödés) mértékét.

Rizs. 156. Folyadékterhelés szabad felületének hatásának meghatározása

a stabilitás érdekében

Ömlesztett rakomány (különösen gabona) szállítása során a hajótest rázkódása és rezgése miatti üregek kialakulása következtében az út során, a hajó hirtelen vagy nagy megdöntése során vihar hatására (a szöget túllépve) nyugalmi állapot), az egyik oldalra ömlik, és az ér kiegyenesítése után már nem térnek vissza teljesen a kiindulási helyzetbe.

Az így kiömlött rakomány (gabona) mennyisége fokozatosan növekszik és dőlést okoz, ami a hajó felborulásához vezethet. Ennek elkerülésére speciális intézkedéseket tesznek - a raktérbe öntött gabona tetejére gabonazsákokat helyeznek (rakományzsákolás), vagy további ideiglenes hosszanti válaszfalakat szerelnek fel a rakterekbe - váltódeszkákat (lásd 154. ábra). Ha ezeket az intézkedéseket nem tartják be, súlyos balesetek és akár hajók elvesztése is bekövetkezhet. A statisztikák azt mutatják, hogy a borulás miatt elveszett hajók több mint fele ömlesztett rakományt szállított.

Különös veszélyt jelent az érckoncentrátumok szállítása, amelyek az utazás során a páratartalom változásával, például kiolvadáskor vagy izzadáskor erősen mozgékonyak és könnyen oldalra mozdulnak. Az érckoncentrátumoknak ez a kevéssé vizsgált tulajdonsága számos súlyos hajóbalesetet okozott.