A hajó oldalsó stabilitása. Mi a stabilitás

A hajó azon képességét, hogy vízen maradjon, ne boruljon fel vagy süllyedjen el, amikor elönt, a tengeri alkalmassága jellemzi. Ezek tartalmazzák:

A HAJÓ STABILITÁSA

A hajó stabilitása érdekében nagy befolyást megvan a jelenléte üzemanyag tartály oldalról oldalra folyékony üzemanyag tükörfelületével, azaz. egy hosszúkás üzemanyagtartály keresztirányú elrendezése. Ebben az esetben az üzemanyag a tartály egyik oldalára folyhat, és a csónakot arra az oldalra billentheti, ami esetleg felborulhat.
A hajó stabilitásának növelése érdekében az ilyen tartályokat vagy belső válaszfalakkal látják el, amelyek nem akadályozzák az üzemanyag áramlását, de nem teszik lehetővé az üzemanyag éles mozgását a tartályban a hajó manőverezése során, vagy a tartályokat szűkíteni kell tetején, hogy csökkentse a folyékony üzemanyag felületi felületét. Mindkét esetben csökken a mozgó üzemanyag mennyisége.

Az úszó hajót függőlegesen lefelé gravitációs erők és függőlegesen felfelé ható hidrosztatikus erők érik, arányosak a kiszorított víz tömegével. Az így létrejövő gravitációs erő (P) megegyezik magának a hajónak és a rajta lévő összes rakomány gravitációs erejének összegével, és mindig függőlegesen lefelé irányul. Az eredő hidrosztatikus erők (D) mindig függőlegesen felfelé irányulnak és ún az erő fenntartása.
Felhajtóerő központja hajó (Co) - a hajóra ható eredő támasztóerők (D) alkalmazási pontja. Más szóval, a nagyságpont a hajó által kiszorított vízmennyiség súlypontja, azaz a hajó víz alatti térfogatának súlypontja.
Gravitáció középpontja hajó (G) - az edényre ható eredő gravitációs erők (P) alkalmazási pontja.
Metacenter(M) - a támasztóerő hatásvonalának metszéspontja a középsíkkal.
Metacentrikus magasság(h) - a metacentrum (M) és a súlypont (G) közötti távolság.
A kezdeti metacentrikus magasság a hajó kis dőlésszögénél (5-10°) a stabilitást jellemzi, méterben mérik, és a hajó kezdeti stabilitásának kritériuma. Általános szabály, hogy a motorcsónakok és motorcsónakok kezdeti metacentrikus magassága akkor tekinthető jónak, ha több mint 0,5 m , egyes hajóknál kevesebb, de legalább 0,35 m megengedett .
Stabilitási kar(L) - a támasztóerő (D) hatásvonala és az eredő gravitációs erők (P) hatásvonala közötti távolság.

	Ha az M metacentrum a G tömegközéppont felett helyezkedik el, akkor h pozitívnak számít, ebben az esetben a hajó kezdeti stabilitása pozitív és biztonságos a hajózáshoz.
	Ha az M metacentrum egybeesik a G tömegközépponttal, azaz. h=0, akkor a hajó stabilitása nulla, azaz. közömbös egyensúlyi állapotban van. Egy ilyen hajónak nincs kiegyenlítő momentuma, és kiskorú befolyása alatt lehet külső erők felborul.
	Ha az M metacentrum a G tömegközéppont alatt helyezkedik el, akkor az edény kezdeti stabilitása negatív (h

A HAJÓ LEBESZÉSE

A HAJÓ ELSÜLLYEDHETETLENSÉGE

• 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.

Befolyás szabad felület a stabilitás érdekében

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... Modern Szótár Orosz nyelvű Efremova

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

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 gurul 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, amikor a hajó gurul

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 széles edények, valamint edények alacsony pozíció CT. 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 alábbiakban a keresztirányú metacentrikus magasság hozzávetőleges értékei láthatók különböző típusok teljes rakományú hajók:

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 az fontos dokumentum 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

Stabilitás tengeri hajók meg kell felelnie a Szovjetunió Nyilvántartásának Stabilitási Szabványainak, amelyek fő kritériumként (úgynevezett „időjárási kritérium”) a következő feltételt írják elő: borulási pillanat 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 tartály vagy rekesz, amelynek szabad folyadékfelülete van, annál nagyobb a CG mozgása, és ennek következtében annál nagyobb az oldalsó stabilitás csökkenése. Ezért a folyékony rakomány befolyásának csökkentése érdekében törekednek a tartály szélességének csökkentésére, üzem közben pedig a tartályok számának korlátozására, amelyekben szabad szintek képződnek, azaz ne egyszerre több tartályból fogyasszák el 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, amelyben a rakomány még nyugalomban van, és ha ezt túllépik, a kiömlés kezdődik. 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.

STABILITÁS

A stabilitás az edény azon képessége, hogy a függőleges síkban külső nyomaték hatására kitérül az egyensúlyi helyzetéből, hogy az eltérést okozó nyomaték kiküszöbölése után visszatérjen eredeti egyensúlyi helyzetébe.

A STATIKUS STABILITÁS FŐ CÉLJA

A dőlt hajó egyensúlyi problémái, amelyek az E1 művelet során felmerülnek, három fő típusra redukálódnak:

a dőlésszög meghatározása egy adott billenőnyomaték hatására;

a billenőnyomaték meghatározása ismert dőlési szögből, és

a hajó által elviselhető legnagyobb billenőnyomaték meghatározása

felborulás nélkül.

A támasztóerő eredeti és új irányának cselekvési vonalai az m pontban metszik egymást. A támasztóerő hatásvonalának ezt a metszéspontját az úszóhajó végtelenül kicsiny térfogatú dőlésszöge mellett ún. átlós metats központkörülbelül m.

A hajó metacentruma (metacenter) a felhajtóerők hatásvonalainak metszéspontja, amikor a hajó kis szögben dől.

Kezdeti oldalsó stabilitás

Mindegyiket arányok kötik össze (magasság a tengely mentén x)

m-metacentrum

Zm - metacentrum magasság

Zg- elevációs CT

CV Zc-emelése

h-metacentrikus magasság

r-metacentrikus sugár

a-eleváció CG rad CV

ℓ - statikus stabilitás válla

G - a P gravitációs erők eredője

P a támasztóerők eredője (Arkhimédész erő, nagyságközéppont).

hypotenusa θ⁰

Láb (vállℓ)

A radiánban kifejezett ℓ=hsinθ⁰ függés látható; ha fokban, akkor ossza el 57,3-mal, hogy átváltsa radiánra 10⁰: 57,3=0,174 stb.

Ekkor Mв=Dℓ=Dhsinθ⁰ a metacentrikus stabilitási képlet.

h a legfontosabb stabilitási kritérium h= Zm- Zg=r+ Zc- Zg

ℓst=ℓf-ℓv(Zg)

Ha a hajó Mkr hatására θ szögű gurulást kap, akkor a hajótest víz alatti részének alakváltozása miatt a C érték középpontja a C1 pontba kerül, és ez a mozgás megtörténik.

egy körív mentén, amelynek középpontja az M pontban van.

A D támasztóerőt a C pontban kell alkalmazni, és a jelenlegi WL1 vízvonalra kell irányítani. Az M pont a DP metszéspontjában található a támasztóerők és a támasztóerők hatásvonalával.

hívott keresztirányú metacentrum.

A hajó súlyereje P a súlypontban maradG; erővel együttDpár erőt alkot, amely egy billenőnyomatékkal megakadályozza a hajó megdöntését

Mkr. Ennek a párnak a nyomatékát Mv-nek nevezzük, értéke az edény stabilitásának fokát jellemzi

A hajó súlypontjából a támasztóerők hatásvonalára süllyesztett merőleges GK-t, amely a kiegyenlítő pár válla, ún. stabilitás váll ιst

Az ábrán látható, hogy a stabilitási kar nagysága a relatív helyzettől függ pont C,Gés M. Az M metacentrum és a C nagyságrendű középpont távolsága – átlós

metacentrikus sugárr. Az M metacentrum és a G súlypont közötti távolság

keresztirányú metacentrikus magasságh(méterben).

Metacentrikus képlet az oldalsó stabilitásért. Az MV érték egyenes vonalú

h értékétől függően; minél nagyobb h, annál stabilabb a hajó.

A h metacentrikus magasság az érstabilitás kritériuma.

Stabil edény

Instabil hajó instabil egyensúlyban

STABILITÁS NAGY DÖNTÉSEKEN.

STATIKUS STABILITÁSI DIAGRAM (DIAGRAM OLVASÁSA)

D:lst =Mtm 2000:0,35=700tm

lst=M:D=550:2000=0,275

A statikus stabilitási diagram a következő tengelyekre épül: az E gördülési szögek (fokban) az x tengely mentén, a statikus stabilitási karok /st (méterben) pedig az ordináta tengely mentén vannak ábrázolva. A diagram az ér egy bizonyos súlypontjára és egy bizonyos elmozdulásra készült.

Mivel a nyomaték nagysága arányos a kar nagyságával, az ordináta tengelye mentén megszerkeszthető a nyomatékok tonnaerőméter per méterben skálája.

Amikor a hajó megdől, a statikus stabilitási karok fokozatosan emelkednek nulláról (egyenes helyzetben) maximális érték(általában 30-40°-os tekercsnél), majd nullára csökken, majd negatív lesz. Ez látható az ábrán, ahol az alábbiakban néhány tipikus stabilitási eset látható, amikor a hajó meg van döntve.

1. pozíció(0 = 0°) a statikus egyensúly helyzetének felel meg: a statikus stabilitási kar egyenlő nullával (/st = 0).

2. pozíció/(9 = 20°): statikus stabilitási váll jelent meg ( l st = 0,2 m).

3. pozíció(0 = 37°): a statikus stabilitási kar elérte a maximumot ( l Művészet. max = 0,35 m).

rendelet IV(8 = 60°): a statikus stabilitási kar csökken ( l st = 0,22 m).

V. pozíció(6 = 82°): a statikus stabilitási kar nulla ( l st = 0). Az edény statikus instabil egyensúlyi helyzetben van, mivel a gördülés enyhe növekedése is az edény felborulásához vezet.

PozícióVI (O=100°): a statikus stabilitási kar negatív lett ( l st = -0,18 m), a hajó felborul.

Így a 9 = 82°-os szögbe megdöntött hajó a saját eszközeire hagyva visszaáll függőleges helyzetébe, vagyis a hajó stabilan áll a 0° és 82° közötti dőlésszögek tartományában. A görbe abszcissza tengellyel való metszéspontját, amely megfelel az ér felborulási szögének (0 = 82°), ún. a diagram naplemente pontja. Az a maximális billenőnyomaték, amelyet egy hajó felborulás nélkül képes ellenállni, megfelel a maximális statikus stabilitási karnak.

D = 2000 tf vízkiszorítású hajónál ez a nyomaték egyenlő
Mkr tah =D/ ℓst = 2000-0,35 = 700 tf.m

Egy ilyen pillanat, amely a hajóra hat, dőlésszöget hoz létre, amelyet maximális sarokszögnek neveznek. A kérdéses hajó esetében O max = 37°.

A diagram segítségével meghatározhatja a sarokszöget egy ismert dőlési nyomatékból, vagy megtalálhatja a dőlésnyomatékot egy ismert sarokszögből. Például ismert, hogy a hajót Mi = 550 tf-m billenőnyomaték hatotta át. Meg kell határozni azt a dőlésszöget, amelyet a hajó ennek a pillanatnak a hatására kap. Az ordináta tengelyen megtaláljuk az M1 nyomaték értékét = 550 tf-m 1, húzzunk egy vízszintes vonalat a görbével való metszésig és a metszéspontból leengedjük az abszcissza tengelyre merőlegest, ahonnan a szükséges O1 értéket vesszük (152. ábrán O1 = 26°).

Az inverz problémát hasonló módon oldják meg. Jellemzően a hajódokumentumok több diagramot tartalmaznak, amelyek megfelelnek a hajórakodás legjellemzőbb eseteinek. A nagy dőlési szögek stabilitási problémáinak megoldásához hozzávetőlegesen megfelelő diagramot kell kiválasztani. A statikus stabilitási diagram segítségével meghatározhatja az edény kezdeti keresztirányú metacentrikus magasságának értékét adott terhelési esetre. Ehhez az x tengely 57,3°-os (azaz 1 rad) gördülési szögnek megfelelő pontjából merőlegest kell építeni, és a koordináták origójából meg kell rajzolni egy érintőt a görbe kezdő szakaszára. Az x tengely és az érintő közé zárt merőleges szakasz egyenlő (a stabilitási karok skáláján) az ér metacentrikus magasságával. Ehhez a hajóhoz _ h = 0,47 m

1 Ha az ordináta tengelyen csak a statikus stabilitás vállaira van skála, akkor adott elmozdulásnál meghatározható az M1 billenőnyomatéknak megfelelő stabilitás D = 2000 tf az "lst = M1/D = 550/2000 = 0,275" képlet szerint, amelyet az ordináta tengelyen ábrázolunk.

Stabilitási diagram

A stabilitási diagram a helyreállító erő dőlésszögtől való függése. Néha Reed diagramnak is nevezik, a mérnök után, aki bemutatta. Az oldalsó stabilitás érdekében (amelyre eredetileg Reed állította össze) a koordináták a dőlésszög Θ és kiegyenlítő pillanatnyi kar GZ. Azonnal cserélheti a vállát M, ez nem változtatja meg a diagram megjelenését.

Jellemzően a diagram az egyik oldalra (jobbra) gurulást mutat, amelynél a szögek és nyomatékok pozitívnak számítanak. Ha tovább halad a másik oldalra, a dobás és a kiegyenlítési nyomaték előjelet vált. Vagyis a diagram szimmetrikus a kiindulási pontra.

| DSO TULAJDONSÁGOK

A stabilitási diagram típusai

A stabilitási diagram alapelemei

Kiindulási pont O , ami általában az egyensúlyi pont. Ebben a pillanatban a tekercs Θ = 0, nincs egyengető momentum GZ= 0. Ha valamilyen oknál fogva a kezdeti stabilitás negatív, akkor előfordulhat, hogy az egyensúlyi pont nem esik egybe az origóval. Akkor GZ= 0 at Θ = Θ 1 .

Maximális pont . Azt a szöget jelöli, amelynél az egyengetési nyomaték maximális GZ max. Addig a szögig a további dőlés a nyomaték növekedését okozza. A maximum elérése után a hajlást a nyomaték csökkenése kíséri, amíg el nem érjük a harmadik jellemző pontot:

Naplemente pont C . Azt a szöget jelöli, amelynél az egyengető nyomaték nullára esik GZ= 0. A hajó borulási pontjának felel meg, mivel nincs több kiegyenesítő erő. Közönségesnek vízkiszorító edények A napnyugta szöge (statikus) 65÷75° tartományban van. A gerincnek jachtok- 120÷125° körül.

Görbület . Az egyengető nyomaték növekedési sebességét jellemzi. Az első származék a munka. A stabilitási görbe érintője egy pontban O a kezdeti metacentrikus magasságot jellemzi. Az ordinátája, szögben ábrázolva

Θ = 1 rad egyenlő a metacentrikus magassággal h.

Az aktuális szög görbe alatti területe B bemutatja a művet A helyreállító pillanat és mérték dinamikus stabilitás.

A stabilitási diagram típusai

Normál .

Tipikus a legtöbb normál metacentrikus magasságú vízkiszorító hajóra, például ömlesztettáru-szállító hajókra.

S alakú (fordítással).

Jellemző a csökkentett metacentrikus magasságú hajókra, például a magas oldalú személyhajókra.

Mélységgel .

Nem jellemző a legtöbb hajóra. Akkor fordul elő, ha a kezdeti stabilitás negatív. Ebben az esetben a hajó nem egyenletes gerincen lebeg egyensúlyban, hanem listával Θ 1 , amely megfelel a görbe és a tengely metszéspontjának Θ . Például egy ilyen diagram túlterhelt faszállítókon vagy olyan hajókon fordul elő, amelyeknek van szabad felületek tartályokban. Az összes nagyobb világosztályozó társaság szabályai (pl. Lloyd's Register, Orosz tengerészeti hajózási nyilvántartás, orosz River Register satöbbi.) tiltott 0,2 m-nél kisebb metacentrikus magasságú hajók üzemeltetése (beleértve a negatív kezdeti stabilitású hajókat is). Így a hajó kezdeti stabilitása negatívvá válhat akár baleset, akár a hajó kapitányának nem megfelelő magatartása miatt.

A stabilitás változását befolyásoló tényezők

1. Terhek mozgatása 2. Szabad felületek 3. Terhek felvétele és eltávolítása

DINAMIKUS STABILITÁS

A billenőnyomaték dinamikus hatásával, amikor hirtelen, rándítással vagy ütéssel hat a hajóra (például zivatar során), a hajó sokkal gyorsabban billen, mint egy ugyanilyen pillanat statikus hatásával. nagyságrendű. Jelentős szögsebességet érve a hajó tehetetlenség hatására átmegy a statikus egyensúlyi helyzeten, és nagyobb szögbe billen. A dőlés akkor áll le, amikor a billenőnyomaték munkája egyenlővé válik a kiegyenlítő nyomaték munkájával.

A statikus és dinamikus stabilitás diagramjai

A kiegyenlítő nyomaték vagy a dinamikus stabilitási kar működésének a dőlésszögtől való függését kifejező görbét dinamikus stabilitási diagramnak (DSD) nevezzük.

A dinamikus stabilitási diagram grafikus ábrázolása a statikus stabilitási diagramhoz viszonyítva az ábrán látható. 9.5., amelyből egyértelműen kiderül, hogy:

a statikus stabilitási diagram és az abszcissza tengely metszéspontjai megfelelnek a dinamikus stabilitási diagram O és D szélsőpontjainak;

a statikus stabilitási diagram maximumának A pontja megfelel a dinamikus stabilitási diagram C inflexiós pontjának;

a dinamikus stabilitási diagram bármely ordinátája, amely egy adott θ dőlési szögnek felel meg, egy skálán képviseli a statikus stabilitási diagramnak az ennek a dőlési szögnek megfelelő területét (az ábrán árnyékolva).

Általában a hajó körülményei között dinamikus stabilitási diagramot készítenek az ismert statikus stabilitási diagram alapján

Hajó dinamikus stabilitási diagramja

Amikor a fenti táblázat eredményei alapján dinamikus stabilitási diagramot készítünk, a dinamikus billenőnyomatékot állandónak tekintjük a dőlésszögek mentén. Következésképpen a munkája lineárisan függ a θ szögtől, és az f(θ) = 1cr*θ szorzat grafikonját a dinamikus stabilitási diagramon a koordináták origóján átmenő egyenes ferde vonal ábrázolja.
Ennek megalkotásához elegendő egy függőlegest áthúzni az 1 radiános tekercsnek megfelelő ponton, és erre a függőlegesre egy adott 1 radiános vállát kell tenni. Az így E pontot az O koordináták origójával összekötő egyenes a kívánt f(θ) = 1cr*θ grafikont ábrázolja, azaz az R hajó súlyerőéhez viszonyított billenőnyomaték grafikonját.
Ez az egyenes metszi a dinamikus stabilitási diagramot az A és B pontokban. Az A pont abszcissza határozza meg azt a θ dinamikus dőlési szöget, amelynél a billenő- és kiegyenlítő nyomatékok munkája egyenlő.

A B pontnak nincs gyakorlati jelentősége.

Ha az így megszerkesztett lcr*θ szorzat grafikonja egyáltalán nem metszi a dinamikus stabilitási diagramot, akkor ez azt jelenti, hogy a hajó felborul.

Ahhoz, hogy megtaláljuk azt a borulási nyomatékot, amelyet a hajó még felborulás nélkül is kibír, rajzoljunk egy érintőt a koordináták origójából a dinamikus stabilitási diagramra, amíg az a D pontban nem metszi az 1 radiános gördülésnek megfelelő függőlegest.
Ennek a függőlegesnek az abszcissza tengelyétől az érintővel való metszéspontjáig terjedő szakasza adja meg a lopr billenőnyomaték vállát, és magát a nyomatékot úgy határozzuk meg, hogy megszorozzuk a váll-loprt az R edény súlyerejével. A C érintőpont határozza meg. a dinamikus gurulás határszöge θdin.prep.

A DDO tulajdonságai.

A DDO megfelelő felépítésének figyelésekor ismernie kell a tulajdonságait

1. Az origónál a DDO érinti az x tengelyt

2. θ-nél a statikus stabilitás végső diagramja - DDO-nak van egy maximuma,

3. A statikus stabilitási diagram θst.max szöge megfelel a DDO inflexiós pontjának (a θst.max szögig az Mv visszaállító nyomaték nő, a θst.max szögön túl pedig csökken)
4. Érintő (TOVÁBB) to DDO a minimális borulási nyomaték üzemi ütemezése és a θ = 1 rad szögre merőlegesen levág egy szegmenst, amely megegyezik a borítási nyomaték értékével a függőleges tengely skáláján M Val vel .

A θ DIN dinamikus dőlési szöget a metszéspont ordinátája határozza meg (pont M) a kiegyenlítő nyomaték (RMO) és a dinamikus billenőnyomaték (közvetlen rendbenθ szög d = 35°.

Stabilitási diagramok segítségével megoldott problémák.

1. A rakomány függőleges mozgása.

A paraméterek romlanak:

Θorder↓,ιst↓θst.max.↓

2. A rakomány vízszintes mozgása.

Rakomány mozgatása a jobb oldalra y2 y1

A paraméterek romlanak: a hajó jobb oldali dőléssel fog lebegni

A rakomány bal oldalra mozgatása y2 ‹ y1

A paraméterek javulnak.

A minimális DDO a rakomány áthelyezése felé tolódik el, olyan dőlésszöggel, HOGY A HAJÓ EGYENSÚLYBAN VAN.

A SQUAR HATÁSA EGY HAJÓN TEKERÜLÉSRE

Ha a hajó jobb oldali listával jön ki, és a bal oldalról vihar jön, akkor a hajó ellenáll

M a legnagyobb, Ha a hajó jobbra dől, és a jobb oldalon fújás van, akkor veszélyesebb lesz, ha a squal a hajó dőlésének irányába hat.

Ha a hajót a szél vagy a hullámok billentik. Ha a szél felőli oldalon van, akkor az egyensúlyt a θst max.

Ha a szélső oldalról a bal oldalra, és a hajó bal oldali dőlésszögű, és a bal oldalt vihar éri, akkor a hajó veszélyben van nagy veszély.

NEGATÍV KEZDETI STABILITÁSÚ HAJÓ.

Érdekes kérdés az edény egyik oldalról a másikra való áthelyezése az edény kiegyenesítésekor. Ha kiegyenesíti a hajót úgy, hogy a rakományt egyik oldalról a másikra mozgatja, a hajó kiegyenesedik és a másik oldalra billen, és egy bizonyos listával rendeződik

És egy helyreállító pillanat. Növekedéssel negatívh,negatívι , AΘzak.↓, dinamikus gurulás, amikor az edény átkerül a másik oldalra, és annak felborulásához vezet.

DSO mozgó terhelésekkel.

A DSO a terhelés függőleges mozgásaként fog viselkedni.

Folyékony rakomány.

A folyékony terhelés megegyezik egy azonos tömegű álló teherrel, de a CG úgy van elhelyezve, mintha függőlegesen fel lenne emelve. A szabad felületű folyékony rakomány jelenléte a hajón csökkenti a stabilitást.

Tartály feltöltésekor a folyadék szabad felületének hatását a következők szerint kell figyelembe venni tartály töltöttségi szint 12%, 50%, 70%

ömlesztett rakomány.

A DSO ömlesztett rakományral ÚGY NYÚJTOTT MEG, HOGY A RÖGZÍTETT RAKONYHOZ, DE A PILLANATOK KIVONÁSÁVAL AZ RAKOMOKBÓL.

Időjárási kritérium.

Értékeli a szélnek és a hullámoknak egyidejűleg ellenálló képességét. A stabilitás akkor tekinthető elegendőnek, ha K≥1

Az Mkr (Mv) nyilvántartás szerinti kiszámítása:

Mv = 0,001pv Av z

Mv-sikló pillanat

Pv - szélnyomás PA-ban

Av- S szelvény m.nm.

z- felhúzó kar a szél középpontjától a ACTUAL felé.

JÉG ELSZÁMOLÁSA.

A ∆ növekedését figyelembe veszik;

a CG növekedése,

S szél

Az é. sz. 66⁰30’ párhuzamostól északra eső területeken hajózva a jég négyzetméterenkénti elfogadott tömege. S nyitott fedélzetek 30kg, a többiek 15kg.

HOSSZÚ STABILITÁS ÉS VÉGREHAJTÁS

1. Kezdeti stabilitás, amikor a hajó a hosszanti síkban megdől.

2. Hajó trimmelés és trimmszög.

3.A hosszanti stabilitás meghatározásának és a dőlésszög kiszámításának módszerei.

1) A HAJÓ HOSSZÚ STABILITÁSÁNAK FOGALMA.

Stabilitás, amely az edény hosszirányú dőlésénél nyilvánul meg, azok. trimmeléskor a hajó hosszirányú stabilitásának nevezzük.

Annak ellenére, hogy a hajó trimmezési szögei ritkán érik el a 10 fokot, és általában 2-3 fokot tesznek ki, a hosszirányú dőlés jelentős lineáris vágásokhoz vezet a hajó nagy hosszával. Így egy 150 m hosszú hajónál az 1 fokos dőlésszög 2,67 m-es lineáris trimmnek felel meg. Ebben a tekintetben a hajók üzemeltetésének gyakorlatában a trimmekkel kapcsolatos kérdések fontosabbak, mint a hosszanti stabilitás kérdései, mivel szállítóhajók normál A fő méretek közötti összefüggések alapján a hosszirányú stabilitás mindig pozitív.

KÉPLET A HOSSZÚ STABILITÁS ÉS TRIM MEGHATÁROZÁSÁRA.

A HAJÓ TRIMÉLÉSE ÉS SZÖG A hajó dőlésszögének számításánál a trimm meghatározásával együtt járó hosszsíkban a szögbeállítás helyett a lineáris trimmelést szokás alkalmazni, melynek értéke a különbség a hajó orrának és tatjának merülése között, azaz d = Tn - Tk, a

A ψ sugárirányú világban való meghatározásához a képletnek van alakja.

a tat felé vágás negatívnak minősül. A legtöbb esetben a hajók a tat felé szegélyezve közlekednek.

A képlet a hosszanti stabilitás metacentrikus képlete.

Мψ= D Н sinψ

Mivel az R hosszirányú metacentrikus sugár értéke sokszorosa a keresztirányú r értéknek, bármely ér hosszirányú metacentrikus magassága H sokszorosa a keresztirányú h értéknek, ezért ha az edénynek oldalirányú stabilitása van, akkor a hosszanti stabilitás biztosított.

Xg=xс - a hajónak nincs ψ értéke; Мψ=∆(Xg- xс) - a hajónak ψ

1. LOGIKAI MÓDSZER.

A CV abszcisszájának meghatározása ψ nélküli hajóra

2. TÁBLÁZAT MÓDSZER

3. MŰSZER MÓDSZER

Az üledék változásainak skálája hullámmérő készülék segítségével

RAKORMÁNY HOSSZANTARTÓ MOZGÁSA. A rakományt a hajók közepén helyezzük el, majd az orrba, tatba mozgatjuk - ebben az esetben ∆z = ∆súly, ∆térfogat, davg.

Тн= Тн+∆р +∆Тн; Тк=Тк+∆р-∆Тк

41. § Stabilitás.

A stabilitás egy hajó azon képessége, amelyet bármely külső erő kimozdít a normál egyensúlyi helyzetből, és ezen erők hatásának megszűnése után visszatér eredeti helyzetébe. A külső erők, amelyek kimozdíthatják a hajót a normál egyensúlyi helyzetből, közé tartozik a szél, a hullámok, a rakomány és az emberek mozgása, valamint a centrifugális erők és a hajó elfordulásakor fellépő pillanatok. A navigátor köteles ismerni hajója jellemzőit és helyesen felmérni a stabilitását befolyásoló tényezőket. Különbséget tesznek keresztirányú és hosszanti stabilitás között.

89. ábra Statikus erők, amelyek alacsony sarkú hajón hatnak

A hajó oldalsó stabilitását a G tömegközéppont és a C nagyságrendi középpont egymáshoz viszonyított helyzete jellemzi.

Ha a hajót az egyik oldalon kis szögben (5-10°) megdöntjük (89. ábra), akkor a középpont a C pontból a C 1 pontba kerül. Ennek megfelelően a felszínre merőlegesen ható támasztóerő metszi a középsík (DP) az M pontban.

A hajó DP-jének metszéspontját az alátámasztott támasztóerő irányának folytatásával, M kezdeti metacentrumnak nevezzük. A C támasztóerő alkalmazási pontja és a kezdeti metacentrum közötti távolságot metacentrikus sugárnak nevezzük.

A kezdeti M metacentrum és a G tömegközéppont távolságát h 0 kezdeti metacentrikus magasságnak nevezzük.

A kezdeti metacentrikus magasság az edény kis dőlésszögénél fennálló stabilitást jellemzi, méterben mérik, és a hajó kezdeti stabilitásának ismérve. Általános szabály, hogy a motorcsónakok és motorcsónakok kezdeti metacentrikus magassága akkor tekinthető jónak, ha nagyobb, mint 0,5 m, egyes hajóknál kevesebb, de legalább 0,35 megengedett m.

Rizs. 90. A kezdeti metacentrikus magasság függése az ér hosszától

Az éles dőlés hatására a hajó elgurul, és a stopperóra a szabad gurulás idejét, azaz a teljes lendület idejét méri. szélső pozíció másikra és vissza. Az edény keresztirányú metacentrikus magasságát a következő képlet határozza meg:

h 0 = 0,525() 2 m,

Ahol BAN BEN- a hajó szélessége, m;

T- gördülő periódus, mp.

A kapott eredmények értékeléséhez használja az ábra görbéjét. 90, jól megtervezett hajók szerint épült. Ha a fenti képlettel meghatározott kezdeti metacentrikus h o magasság az árnyékolt sáv alattinak bizonyul, az azt jelenti, hogy a hajó simán gurul, de nem lesz megfelelő a kezdeti stabilitás, és a hajózás veszélyes lehet. Ha a metacentrum az árnyékolt sáv felett helyezkedik el, akkor az edényt gyors (éles) gurulás, de fokozott stabilitás jellemzi, ezért egy ilyen hajó jobban hajózik, de lakhatósága nem kielégítő. Az optimális értékek azok, amelyek az árnyékolt sáv területére esnek.

Stabilitás motorcsónakok és motorcsónakok ki kell bírnia a következő feltételeket: egy teljesen felszerelt, motoros hajó dőlésszöge a megállapított teherbírás 60%-ának megfelelő terheléstől a fedélzeten kisebb legyen, mint az elárasztási szög.

A hajó megállapított teherbírása magában foglalja az utasok súlyát és a kiegészítő rakomány (felszerelés, ellátás) súlyát.

A hajó oldalra dőlését a középsík új ferde helyzete és a függőleges vonal közötti szög méri. Ha q szögben dőlünk, az edény súlyának eredője a DP síkkal azonos q szöget zár be.

A sarkú oldal több vizet fog kiszorítani, mint az ellenkező oldal, és a súlypont a sarok felé tolódik el.

Ekkor a támasztó és súly eredő erői kiegyensúlyozatlanok lesznek, és olyan erőpárt képeznek, amelynek váll egyenlő

l = h 0 sin q.

A súly- és támasztóerők ismételt hatását a kiegyenlítő nyomaték méri

M = Dl = Dh 0sin q.

ahol D a hajó súlyával egyenlő felhajtóerő;

l - stabilitási kar.

Ezt a képletet metacentrikus stabilitási képletnek nevezik, és csak kis dőlési szögekre érvényes, amelyeknél a metacentrum állandónak tekinthető. Nagy dőlési szögeknél a metacentrum nem állandó, aminek következtében a kiegyenlítő nyomaték és a dőlési szögek lineáris kapcsolata megsérül.

A hajón lévő rakomány relatív helyzete alapján a navigátor mindig megtalálja a metacentrikus magasság legkedvezőbb értékét, amelynél a hajó kellően stabil lesz és kevésbé lesz kitéve a dőlésszögnek.

A billenőnyomaték annak a rakománynak a súlyának a szorzata, amelyet a hajón a mozgási távolsággal megegyező váll mozgat. Ha egy személy súlya 75 kg, parton ülve 0,5-tel áthalad a hajón m, akkor a dőlési nyomaték 75 * 0,5 = 37,5 lesz kg/m.

91. ábra. Statikus stabilitási diagram

A hajó dőlésének 10°-os nyomatékának megváltoztatásához a hajót a középsíkhoz képest teljesen szimmetrikusan kell teljes elmozdulásra berakni. A hajó rakodását mindkét oldalon mért merüléssel kell ellenőrizni. A dőlésmérőt szigorúan a középsíkra merőlegesen kell felszerelni úgy, hogy 0°-ot mutasson.

Ezt követően a terheket (például embereket) előre megjelölt távolságra kell mozgatnia, amíg a dőlésmérő 10°-ot nem mutat. A tesztkísérletet a következőképpen kell végrehajtani: döntse meg a hajót az egyik, majd a másik oldalon. A különböző (legnagyobb) szögben billenő hajó rögzítési nyomatékainak ismeretében lehetőség nyílik egy statikus stabilitási diagram (91. ábra) összeállítására, amely értékeli a hajó stabilitását.

A stabilitás növelhető a hajó szélességének növelésével, a súlypont leengedésével és a tatbóják felszerelésével.

Ha az edény súlypontja a nagyságközéppont alatt van, akkor az edény nagyon stabilnak tekinthető, mivel a támasztóerő egy gurulás során nem változik nagyságában és irányában, de alkalmazásának pontja a dőlésszög felé tolódik el. az edény (92. ábra, a). Ezért dőléskor egy olyan erőpár jön létre, amelynek pozitív visszaállító nyomatéka van, és arra törekszik, hogy a hajót egyenes gerincen visszaállítsa normál függőleges helyzetébe. Könnyen ellenőrizhető, hogy h>0, a metacentrikus magasság 0. Ez jellemző a nehéz gerincű jachtokra, és atipikus a nagyobbakra. nagy hajók hagyományos házkialakítással.

Ha a tömegközéppont a nagyságközéppont felett helyezkedik el, akkor a stabilitás három esete lehetséges, amivel a navigátornak tisztában kell lennie.

A stabilitás első esete.

Metacentrikus magasság h>0. Ha a tömegközéppont a nagyságközéppont felett helyezkedik el, akkor a hajó ferde helyzetében a támasztóerő hatásvonala metszi a súlypont feletti középsíkot (92. ábra, b).

Rizs. 92. Egy stabil hajó esete

Ebben az esetben egy pár pozitív visszaállító nyomatékú erő is kialakul. Ez jellemző a legtöbb hagyományos formájú csónakra. A stabilitás ebben az esetben a hajótesttől és a súlypont magassági helyzetétől függ. A dőléskor a dőlő oldal behatol a vízbe, és további felhajtóerőt hoz létre, ami a hajó vízszintbe állítását eredményezi. Amikor azonban egy hajó olyan folyékony és ömlesztett rakományokkal gurul, amelyek a tekercs felé tud mozogni, a súlypont is a tekercs felé tolódik el. Ha a súlypont a dobás során túllép a nagyságközéppontot a metaközépponttal összekötő függővonalon, akkor a hajó felborul.

Az instabil edény második esete közömbös egyensúlyban.

Metacentrikus magasság h = 0. Ha a tömegközéppont a nagyságközéppont felett van, akkor hengerlés közben a támasztóerő hatásvonala átmegy az MG = 0 súlyponton (93. ábra). Ebben az esetben a nagyságközéppont mindig ugyanazon a függőlegesen helyezkedik el, mint a tömegközéppont, így nincs helyreállító erőpár. Külső erők hatása nélkül a hajó nem térhet vissza függőleges helyzetbe. Ebben az esetben különösen veszélyes és teljesen elfogadhatatlan a folyékony és ömlesztett rakomány hajón történő szállítása: a legkisebb ringatással a hajó felborul. Ez jellemző a kerek vázas csónakokra.

Az instabil edény harmadik esete instabil egyensúlyban.

Metacentrikus magasság h<0. Центр тяжести расположен выше центра величины, а в наклонном положении судна линия действия силы поддержания пересекает след диаметральной плоскости ниже центра тяжести (рис. 94).

A gravitációs erő és a támasztó erő a legkisebb gurulásnál is negatív helyreállító nyomatékú erőpárt alkot, és a hajó felborul.

Rizs. 93. Egy instabil hajó esete közömbös egyensúlyban

Rizs. 94. Instabil egyensúlyú instabil edény esete

Az elemzett esetek azt mutatják, hogy a hajó akkor stabil, ha a metacentrum a hajó súlypontja felett helyezkedik el. Minél lejjebb esik a súlypont, annál stabilabb a hajó. A gyakorlatban ezt úgy érik el, hogy a rakományt nem a fedélzetre, hanem az alsó helyiségekben és rakterekben helyezik el.