Основи на теоријата на бродот. Оперативни, плови и маневрирачки квалитети. Концептот на стабилност на садот

Стабилноста е способност на садот, изнесен од рамнотежа од надворешно влијание, да се врати во него по завршувањето на ова влијание.

Главната карактеристика на стабилноста е моментот на враќање, кој мора да биде доволен за бродот да го издржи статичното или динамичното (ненадејно) дејство на моментите на потпирање и отсекување кои произлегуваат од поместување на стоката, под влијание на ветер, бранови и други причини. Моментите на потпирање и враќање дејствуваат во спротивни насоки и се еднакви во рамнотежната положба на садот.

Постојат попречна стабилност, што одговара на наклонот на садот во попречната рамнина (ролна на садот) и надолжна стабилност (облога на садот).

Надолжна стабилност морски садовиочигледно е обезбедено и неговото прекршување е практично невозможно, додека пак поставувањето и движењето на стоката доведува до промени во страничната стабилност.

Кога садот е навален, неговиот центар на магнитуда (CV) ќе се движи по одредена крива, наречена CV траекторија. Со мал наклон на бродот (не повеќе од 12 °), се претпоставува дека траекторијата на CV се совпаѓа со рамна крива, која може да се смета за лак со радиус r центриран во точката m (сл. 1).

Радиусот r се нарекува попречен метацентричен радиус на садот, а неговиот центар m е почетниот метацентар на садот.

Метацентарот е центар на искривување на траекторијата по која се движи центарот на вредноста C во процесот на наклонување на бродот. Ако наклонот се јавува во попречната рамнина (ролна), метацентарот се нарекува попречен или мал, додека наклонот во надолжната рамнина (трим) се нарекува надолжен или голем. Соодветно на тоа, се разликуваат попречните (мали) r и надолжните (големи) R метацентрични радиуси, кои ги претставуваат радиусите на искривување на траекторијата C за време на тркалањето и дотерувањето.

Растојанието помеѓу почетниот метацентар m и центарот на гравитација на бродот G се нарекува почетна метацентрична висина (или едноставно метацентрична висина) и се означува со буквата h. Почетната метацентрична висина е мерка за стабилноста на бродот.

h \u003d z c + r - z g; h z m ~ z c; h \u003d r - a,

• каде α е висината на центарот на гравитација (CG) над CG.

Метацентрична висина (м.ч.) - растојанието помеѓу метацентарот и центарот на гравитација на бродот. М.в. е мерка за почетната стабилност на садот, која ги одредува моментите на враќање при мали агли на петицата или облогата. Со зголемување на м.в. стабилноста на бродот е подобрена. За позитивна стабилност на садот, неопходно е метацентарот да биде над CG на садот. Доколку м.в. е негативен, т.е. метацентарот се наоѓа под CG на бродот, силите што дејствуваат на бродот формираат момент на потпирање, а не за враќање, а бродот плови со почетна ролна (негативна стабилност), што не е дозволено.

Ориз. 1 Елементи на почетна странична стабилност: OG - издигнување на центарот на гравитација над килот; OM е издигнувањето на метацентарот над килот; ГМ, метацентрична висина; CM е метацентричниот радиус; m е метацентарот; G е центар на гравитација; C - центар на големина

Постојат три можни случаи на локацијата на метацентарот m во однос на центарот на гравитација на бродот G:

• метацентарот m се наоѓа над CG на садот G (h > 0). Со мала наклонетост, гравитационите и пловните сили создаваат пар сили, чиј момент има тенденција да го врати бродот во првобитната положба на рамнотежа;
• CG на садот G се наоѓа над метацентарот m (h< 0). В этом случае момент пары сил веса и плавучести будет стремиться увеличить крен судна, что ведет к его опрокидыванию;
• CG на бродот G и метацентарот m се совпаѓаат (h = 0). Бродот ќе се однесува нестабилно, бидејќи нема рака на парот сили.

Физичкото значење на метацентарот е дека оваа точка служи како граница до која може да се подигне центарот на гравитација на бродот без да се лиши бродот од позитивна почетна стабилност.

Дијаграм за статичка стабилност

Стабилноста на садот при мали агли на наклон (θ помали од 12 0) се нарекува почетна, во овој случај моментот на враќање зависи линеарно од аголот на петицата.

Размислете за еднаквите волуменски наклони на садот во попречната рамнина. Притоа, ќе претпоставиме дека:

• аголот на наклон θ е мал (до 12°);
• делот на кривата SS 1 на траекторијата на CV е лак на круг што лежи во рамнината на наклон;
• линијата на дејство на пловната сила во навалената положба на садот минува низ почетниот метацентар m.

Според таквите претпоставки, вкупниот момент на пар сили (сили на тежина и пловност) дејствува во рамнината на наклон на рамото ГК, што се нарекува рамо на статичка стабилност, а самиот момент е момент на враќање и е означен М в.

Оваа формула се нарекува формула за метацентрична странична стабилност.

Со попречни наклони на садот под агол поголем од 12 °, не е можно да се користи горенаведениот израз, бидејќи центарот на гравитација на наклонетата водна линија е поместен од дијаметралната рамнина, а центарот на големина не се движи долж лак на круг, но по крива со променлива кривина, т.е. метацентричен радиусот ја менува својата вредност.

За да се решат проблемите со стабилноста при големи агли на петицата, се користи дијаграм за статичка стабилност (DSD), кој е график кој ја изразува зависноста на рамената на статичката стабилност од аголот на петицата (сл. 2).

Дијаграмот на статичка стабилност е изграден со употреба на пантокарен - графикони на зависноста на рамената на стабилноста од формата lφ од волуметриското поместување на бродот и аголот на петицата. Вградени се пантокарени на специфичен брод канцеларија за дизајнза агли на потпирање од 0 до 90 0 за поместувања од празен брод до поместување на брод во полн товар (има табели со закривени елементи на теоретскиот цртеж на бродот).

За да изградите ОДС, ви требаат:

• на оската на апсцисата на пантокаренот, издвои точка што одговара на волуметриското поместување на садот во моментот на завршување на товарењето;
• вратете ја нормалната од добиената точка и прочитајте ги вредностите на 1f од кривите за агли на тркалање од 10, 20 0, итн.;
• пресметајте ги рамениците на статичка стабилност според формулата:

l \u003d l f - a * sin θ \u003d l f - (Z g - Z c) * sin θ,

• каде што a \u003d Z g - Z c (во овој случај, апликацијата на CG Zg на бродот се наоѓа од пресметката на товарот што одговара на даденото поместување - тие пополнуваат посебна табела, а апликацијата на CV Z c - од табелите на криви елементи на теоретскиот цртеж);
• конструирај крива l 1 f и синусоид α∗sinθ, чии разлики на ординатите се рамениците на статичка стабилност l.

За да се нацрта дијаграмот за статичка стабилност, на оската на апсцисата поставете ги аглите на ролната 0 во степени, а по должината на оската на ординатите, рамениците на статичката стабилност во метри (сл. 3). Дијаграмот е изграден за одредено поместување.

На сл. 9.3 покажува одредени состојби на бродот на различни наклонети:

• позиција I (θ = 0 0) - одговара на положбата на статичка рамнотежа (l= 0);
• позиција II (θ = 20 0) - се појави рамо со статичка стабилност (1 = 0,2 m);
• позиција III (θ = 37 0) - рачката за статичка стабилност го достигна својот максимум (I = 0,35 m);
• позиција IV (θ = 60 0) - рачката за статичка стабилност се намалува (I = 0,22 m);
• позиција V (θ = 83 0) - рачката за статичка стабилност е еднаква на нула. Бродот е во позиција на статичка нестабилна рамнотежа, бидејќи дури и мало зголемување на петицата ќе предизвика бродот да се преврти;
• позиција VI (θ = 100°) - рачката за статичка стабилност станува негативна и бродот се превртува.

Почнувајќи од позиции поголеми од позицијата III, садот нема да може самостојно да се врати во положбата на рамнотежа без да се примени надворешна сила на него.

Така, садот е стабилен во аголот на петицата од нула до 83 °. Точката на пресек на кривата со оската на апсцисата, што одговара на аголот на превртување на садот (0 = 83 0) се нарекува точка на зајдисонце на графиконот, а овој агол е аголот на зајдисонце на графиконот.

Максималниот момент на залепување M kr max што може да го издржи садот без да се преврти одговара на максималната статичка стабилност на раката.

Користејќи го дијаграмот на статичка стабилност, можете да го одредите аголот на тркалањето од познатиот момент на потпетица М 1 што настанал под дејство на ветер, бранови, поместување на товарот итн. За да го одредите, се повлекува хоризонтална линија од точката М 1 додека не се вкрсти со кривата на дијаграмот, а од добиената точка се спушта нормална на оската на апсцисата (θ = 26 0). На ист начин се решава и обратниот проблем.

Според дијаграмот за статичка стабилност, може да се одреди вредноста на почетната метацентрична висина (сл. 3), за да се открие која е потребна:

• од точка на оската x што одговара на аголот на брегот од 57,3 ° (еден радијан), вратете ја нормалната;
• од потеклото, нацртајте тангента на почетниот пресек на кривата;
• измерете го сегментот на нормалната затворена помеѓу оската на апсцисата и тангентата, што е еднакво на метацентричната висина на бродот на скалата на рачките за стабилност.

Дијаграм за динамичка стабилност

Во пракса, бродот често е под влијание на ненадеен динамичен момент (ветер, удар на бранови, скршено влечење итн.). Во овој случај, садот добива динамичен агол на петицата, иако краткотраен, но значително ја надминува петицата што може да се појави под статичко дејство на истиот момент.

Замислете дека на бродот во нормална (права) положба одеднаш се примени момент на потпетица M cr, под чие влијание бродот почнува да се тркала со постојано зголемена брзина (со забрзување), бидејќи во почетниот период моментот на враќање М во ќе се зголемува многу побавно М кр. Откако бродот ќе го достигне аголот на статичка рамнотежа θ ST, т.е. кога M cr = M внатре, аголната брзина е максимална. По инерција, бродот продолжува да се тркала, но со намалена аголна брзина (забавување). Ова се објаснува со фактот дека М во станува повеќе од М кр.

Во одреден момент, аголната брзина станува еднаква на 0, потпетицата на бродот запира (бродот „замрзнува“ на дното на ролната) и аголот на тркалањето го достигнува својот максимум. Овој агол се нарекува динамичен агол на тркалање θdyn. Бродот потоа ќе почне да се враќа во првобитната положба.

Под динамичниот момент на потпетување, кој обично се нарекува момент на превртување, се подразбира вредноста на максималниот момент што се применува на садот, кој може да го издржи без да се преврти.

Динамичката стабилност се однесува на способноста на садот да ги издржи динамичните ефекти на моментот на потпетици.

Релативна мерка за динамичка стабилност е рамо на динамичка стабилност ldyn.

Кривата што ја изразува зависноста на работата на моментот на враќање или рачката за динамичка стабилност од аголот на тркалањето се нарекува дијаграм на динамичка стабилност (DDO).

Графички приказ на дијаграмот на динамичка стабилност во однос на дијаграмот на статичка стабилност е даден на сл. 4, што покажува дека:

• пресечните точки на дијаграмот на статичка стабилност со оската на апсцисата одговараат на точките O и D на екстремот на дијаграмот на динамичка стабилност;
• точката А од максимумот на дијаграмот за статичка стабилност одговара на точката на флексија C на дијаграмот за динамичка стабилност;
• која било ордината на дијаграмот за динамичка стабилност што одговара на одреден агол на петицата θ ја претставува на скала областа на дијаграмот за статичка стабилност што одговара на овој агол на петицата (засенчена на сликата).

Обично, во услови на брод, се гради дијаграм за динамичка стабилност според познат дијаграм за статичка стабилност; шемата за пресметување на рамениците на динамичката стабилност е прикажана на Сл. 5:

При конструирање на дијаграм за динамичка стабилност (сл. 6), според резултатите од горната табела, се претпоставува дека динамичкиот момент на потпетување е константен над аглите на ролната. Затоа, неговата работа е линеарно зависна од аголот θ, а графикот на производот ƒ(θ) = 1 cr *θ ќе се прикаже на дијаграмот за динамичка стабилност како права наклонета линија што минува низ потеклото. За да се изгради, доволно е да се повлече вертикала низ точка што одговара на ролна од 1 радијан и да се одвои дадено рамо од 1 cr на оваа вертикала. Правата линија што ја поврзува точката Е со потеклото О ќе го претставува саканиот график ƒ (θ) \u003d 1 kr * θ, т.е. графикот на моментот на потпеткување, поврзан со тежината на бродот P. Оваа права линија ќе вкрстете го дијаграмот на динамичка стабилност во точките A и B. Апсцисата на точката A го одредува аголот на динамичката тркалање θ, при кој работата на моментите на потпирање и враќање е еднаква. Точката Б нема практично значење.

Ако графикот на вака конструираниот производ l cr *θ воопшто не го преминува дијаграмот за динамичка стабилност, тогаш тоа значи дека бродот се превртува.

За да се најде моментот на превртување што садот сè уште може да го издржи без да се преврти, треба да се нацрта тангента на дијаграмот за динамичка стабилност од почетокот на координатите додека не се пресече во точката D со вертикалата што одговара на ролна од 1 радијан. Отсекот на оваа вертикала од оската на апсцисата до нејзиното вкрстување со тангентата го дава рамото на моментот на превртување 1 деф, а самиот момент се одредува со множење на рамо 1 деф со тежината на садот P. Точката на допир C ќе да се определи ограничувачкиот агол на динамичната ролна θ dyn.prep.

Критериуми за стабилност

Правилата за регистрација ги воведоа следните критериуми за стабилност за сите транспортни бродови со должина од 20 m и повеќе:

• Критериуми силен ветери тркалањето (времето) K мора да биде поголемо или еднакво на еден, т.е. односот на моментот на превртување M opr до моментот на искривување M cr е поголем или еднаков на 1;
• максималната рака на дијаграмот за статичка стабилност мора да биде најмалку 0,25 m за садови со должина L< 80 м и не менее 0,20 м для судов длиной L>105 m под агол на брегот 0 > 30°. За средни должини на бродот, l max се одредува со линеарна интерполација;
• аголот на петицата под кој рачката за стабилност го достигнува својот максимум мора да биде најмалку 30°;
• аголот на наклонот на дијаграмот за статичка стабилност мора да биде најмалку 60°;
• коригираната почетна метацентрична висина h мора да биде најмалку 0,15 m;
• критериумот за забрзување K* мора да биде најмалку еден. Критериумот за забрзување се пресметува за варијанти на сложено оптоварување на бродот, или за делумно или целосно оптоварување на складишта со товари со мал специфичен волумен на товарење (олово, итн.).

Сите транспортни бродови имаат компјутерска програмада се пресмета слетувањето, силата и стабилноста на одреден сад. Оваа програма е предмет на истражување од страна на Регистарот и само по нејзино одобрување може да се користи како карго инструмент.

За бродови кои пловат во зимско времево зимските сезонски зони, покрај главните опции за оптоварување, треба да се провери и стабилноста земајќи го предвид замрзнувањето. При пресметување на замрзнување, треба да се земат предвид промените во поместувањето, подигнувањето на центарот на гравитација и областа на ветерот поради замрзнување. Пресметката во однос на стабилноста при замрзнување се врши во најлош случај, во однос на стабилноста на конструктивниот товарен случај. Масата на мраз при проверка на стабилноста за случајот на замрзнување е вклучена во преоптоварувањето и не е вклучена во мртвата тежина на бродот. Масата на мраз по квадратен метар од површината на општата хоризонтална проекција на отворените палуби треба да се земе, во согласност со барањата на Регистарот, да биде 30 кг. Вкупната хоризонтална проекција на палубите треба да го вклучи збирот на хоризонталните проекции на сите отворени палуби и премини, без оглед на присуството на настрешници над нив. Висинскиот момент од ова оптоварување се одредува со издигнувањето на центарот на гравитација на соодветните делови на палубата и транзициите. Масата на мраз по квадратен метар површина на плови треба да се земе еднаква на 15 кг.

Се препорачува за читање.

§ 12. Морност на бродовите. Дел 1

Проучувањето на овие квалитети со употреба на математичка анализа го врши посебна научна дисциплина - теорија на бродот.

Ако математичкото решение на проблемот е невозможно, тогаш тие прибегнуваат кон искуство за да ја најдат потребната зависност и да ги потврдат заклучоците од теоријата во пракса. Само по сеопфатно проучување и тестирање на искуството на целата морска способност на бродот, тие почнуваат да го создаваат.

Морската способност по предметот „Теорија на брод“ се изучува во два дела: брод статика и динамика. Статиката ги проучува законите на рамнотежа на пловечки сад и сродните квалитети: пловност, стабилност и непотопливост. Динамиката го проучува садот во движење и ги зема предвид неговите квалитети како што се ракување, спуштање и погон.

Ајде да се запознаеме со пловидбеноста на бродот.

Пловност на садотнаречена неговата способност да остане на вода при одреден нацрт, носејќи го предвидениот товар во согласност со намената на бродот.

Секогаш има две сили кои дејствуваат на пловечки брод: а) од една страна, сили на тежината, еднаков на збирот на тежината на самиот брод и целиот товар на него (пресметано во тони); резултантната сила на тежината се применува во центар на гравитација на бродот(CG) во точката G и секогаш е насочен вертикално надолу; б) од друга страна сили за одржување, или пловни сили(изразен во тони), т.е. притисокот на водата на потопениот дел од трупот, определен од производот на волуменот на потопениот дел од трупот и волуметриската тежина на водата во која плови бродот. Ако овие сили се изразени со резултатот применет во центарот на гравитација на подводниот волумен на садот во точката C, т.н. центар на големина(CV), тогаш овој резултат за сите позиции на пловечкиот сад секогаш ќе биде насочен вертикално нагоре (сл. 10).

Поместувањее волуменот на потопениот дел од телото, изразен во кубни метри. Волуметриското поместување служи како мерка за пловност, а тежината на водата поместена од неа се нарекува поместување на тежинатаГ) и се изразува во тони.

Според законот на Архимед, тежината на лебдечкото тело е еднаква на тежината на волуменот на течност поместена од ова тело,

Каде што y е волуметриската тежина на надворешната вода, t / m 3, земена во пресметките еднаква на 1.000 за свежа вода и 1.025 за морска вода.

Ориз. 10. Сили кои дејствуваат на пловечки брод и точки на примена на резултатот од овие сили.

P = D; x g \u003d x c.

Поради симетријата на бродот во однос на DP, очигледно е дека точките G и C мора да лежат во оваа рамнина, тогаш

Y g = y c = 0.

Обично тежиштето на површинските садови G лежи над центарот на гравитација C, во тој случај

Понекогаш е попогодно да се изрази волуменот на подводниот дел од трупот во однос на главните димензии на садот и коефициентот на целокупната комплетност, т.е.

Тогаш поместувањето на тежината може да се претстави како

Ако го означиме со V n целиот волумен на трупот до горната палуба, под услов сите странични отвори да бидат затворени водонепропустливи, добиваме

Разликата V n - V, што претставува одреден волумен на водоотпорен труп над водената линија на товарот, се нарекува маргина на пловност. Во случај на итен навлегување на вода во трупот на садот, нејзиниот нацрт ќе се зголеми, но садот ќе остане на површина поради маргината на пловност. Така, резервата на пловност ќе биде поголема од поголема висинаслободна вода непробојна страна. Затоа, резервата на пловност е важна карактеристика на садот, обезбедувајќи негова непотопливост. Се изразува како процент од нормалното поместување и ги има следните минимални вредности: за речни бродови 10-15%, за танкери 10-25%, за суви товарни бродови 30-50%, за мразокршачи 80-90%, и за патнички бродови 80-100 %.

Ориз. 11. Дупчете на рамките

Имајќи предвид дека моментот на резултантната сила е еднаков на збирот на моментите на составните сили во однос на истата рамнина, по собирањето на тежините и статичките моменти на целиот брод, се одредуваат координатите на тежиштето G на бродот. висината од главната линија z c се одредува од теоретскиот цртеж со методот на трапез во табеларна форма.

За истата цел се користат помошни кривини, таканаречените дупчалки, исто така нацртани според теоретскиот цртеж.

Постојат две кривини: дупчете по рамките и дупчете по должината на водните линии.

Дупчење на рамки(сл. 11) ја карактеризира распределбата на волуменот на подводниот дел од трупот по должината на бродот. Изграден е на следниот начин. Користејќи го методот на приближни пресметки, површината на потопениот дел од секоја рамка (w) се одредува од теоретскиот цртеж. На оската на апсцисата, должината на садот е исцртана на избраната скала, а положбата на рамките на теоретскиот цртеж. На ординатите повратени од овие точки, соодветните области на пресметаните рамки се нацртани на одредена скала.

Краевите на ординатите се поврзани со мазна крива, што е вежба по должината на рамките.

Ориз. 12. Дупчење по водните линии.

Ориз. 13. Крива на димензија на товар.

1) областите на секој од борците го изразуваат волуменското поместување на бродот на соодветна скала;

2) апсцисата на центарот на гравитација на борбената област долж рамките, мерена на скалата на должината на бродот, е еднаква на апсцисата на центарот на големината на бродот x c;

3) ординатата на центарот на гравитација на борбената област долж водните линии, измерена на скалата на нацртот, е еднаква на ординатата на центарот на големината на бродот z c . Големина на товаротпретставува крива (сл. 13) што го карактеризира волуметриското поместување на бродот V во зависност од неговиот нацрт Т. Од оваа крива, можете да го одредите поместувањето на бродот во зависност од неговиот нацрт или да го решите инверзниот проблем.

Оваа крива е изградена во систем на правоаголни координати врз основа на претходно пресметани волуметриски поместувања за секоја водна линија на теоретскиот цртеж. На y-оската, на избрана скала, за секоја од водните линии се исцртуваат провевот на бродот, а низ нив се повлекуваат хоризонтални линии, на кои исто така на одредена скала се исцртува вредноста на поместување добиена за соодветните водни линии. Краевите на добиените сегменти се поврзани со мазна крива, која се нарекува големина на товарот.

Користејќи ја големината на товарот, можно е да се одреди промената на просечниот нацрт од приемот или трошењето на товарот, или да се одреди нацртот на бродот од дадено поместување итн.

Стабилностнаречена способност на бродот да се спротивстави на силите што го предизвикале да се навалува и по завршувањето на овие сили да се врати во првобитната положба.

Наклоните на пловилата се можни поради различни причини: од дејството на брановите што доаѓаат, поради асиметрично поплавување на преградите за време на дупка, од движењето на стоката, притисокот на ветерот, поради приемот или трошењето на стоката итн.

Наклонот на садот во попречната рамнина се нарекува ролна, а во надолжната рамнина - г инферентни; аглите формирани во овој случај означуваат соодветно O и y,

Разликувајте почетна стабилност , т.е., стабилност при мали агли на петицата, на кои работ горна палубапочнува да навлегува во водата (но не повеќе од 15° за високострани површински садови), и стабилност при високи наклони .

Замислете дека под дејство надворешни силисадот доби ролна под агол од 9 (сл. 14). Како резултат на тоа, волуменот на подводниот дел од садот ја задржа својата вредност, но ја промени својата форма; од десната страна дополнителен волумен навлегол во водата, а од пристаништето од водата излегувал еднаков волумен. Центарот на големината се помести од почетната положба C кон ролната на садот, до центарот на гравитација на новиот волумен - точката C 1 . Кога садот е наклонет, гравитацијата P што се применува во точката G и силата за поддршка D применета во точката C, останувајќи нормална на новата водна линија B 1 L 1, формираат пар сили со рамо GK, кое е нормално спуштено од точка G кон правецот на потпорните сили .

Ако го продолжиме правецот на потпорната сила од точката C 1 додека не се пресече со неговата првобитна насока од точката C, тогаш при мали агли на петицата, што одговараат на условите на почетната стабилност, овие две насоки ќе се вкрстат во точката M, т.н. попречен метацентар .

Растојанието помеѓу метацентарот и центарот на големината на MC се нарекува попречен метацентричен радиус, означено со p, и растојанието помеѓу точката M и центарот на гравитација на садот G - попречна метацентрична висина h 0. Врз основа на податоците на сл. 14 можете да направите идентитет

H 0 \u003d p + z c - z g.

Во правоаголен триаголник GMR, аголот на темето М ќе биде еднаков на аголот 0. Од неговата хипотенуза и спротивниот агол, може да се определи кракот GK, кој е рамо m на обновувачкиот пар GK=h 0 sin 8, а моментот на враќање ќе биде Мрест = ДГК. Заменувајќи ги вредностите на рамото, го добиваме изразот

Мрест = Dh 0 * грев 0,

Ориз. 14. Сили кои дејствуваат кога садот се тркала.

Метацентричната висина за типични случаи на оптоварување се пресметува за време на процесот на дизајнирање на бродот и служи како мерка за стабилност. Вредноста на попречната метацентрична висина за главните типови на бродови лежи во опсег од 0,5-1,2 m, а само за мразокршачи достигнува 4,0 m.

За да се зголеми попречната стабилност на садот, неопходно е да се намали неговиот центар на гравитација. Овој исклучително важен фактор мора секогаш да се запомни, особено при управување со брод, и треба да се води строга сметка за потрошувачката на гориво и вода складирани во резервоари со двојно дно.

Надолжна метацентрична висина H 0се пресметува слично како и попречната, но бидејќи нејзината вредност, изразена во десетици, па дури и стотици метри, е секогаш многу голема - од една до една и пол должина на садот, тогаш по верификацијата пресметка, надолжната стабилност на садот е практично не се пресметува, неговата вредност е интересна само во случај на одредување на нацртот на лакот или крмата на бродот при надолжни движења на товарот или кога преградите се преплавени по должината на садот.

Ориз. 15. Латерална стабилностброд, во зависност од локацијата на товарот: а - позитивна стабилност; б - рамнотежна положба - бродот е нестабилен; в - негативна стабилност.

Сите заклучоци добиени претходно, како што веќе беше споменато, се практично валидни за почетната стабилност, т.е. кога се потпирате низ мали агли.

При пресметување на попречната стабилност при големи агли на петицата (надолжните наклони не се големи во пракса), променливите позиции на центарот на големината, метацентарот, попречниот метацентричен радиус и раката за враќање на моментот GK се одредуваат за различни агли на петицата на бродот. Таквата пресметка се прави почнувајќи од права положба преку 5-10 ° до аголот на петицата кога рамото за обновување се претвора на нула и садот стекнува негативна стабилност.

Според оваа пресметка, за визуелно прикажување на стабилноста на садот под големи агли на петицата, тие градат графикон за статичка стабилност(наречен и дијаграм на Рид) кој ја покажува зависноста на рачката за статичка стабилност (GK) или моментот на враќање Мрест од аголот на петицата 8 (сл. 16). На овој дијаграм, долж оската на апсцисата, се исцртуваат аглите на ролната, а по должината на оската на ординатите, вредноста на моментите на враќање или рамениците на двојката за обновување, бидејќи со еднакви волуменски наклонетости на кои поместувањето на бродот D останува константно, моментите на враќање се пропорционални со рамениците на стабилноста.

Ориз. 16. Дијаграм на статичка стабилност.

1) на сите агли под кои кривата се наоѓа над оската на апсцисата, исправувачките раменици и моментите се позитивни, а бродот има позитивна стабилност. На оние агли на петицата, кога кривата се наоѓа под оската на апсцисата, бродот ќе биде нестабилен;

2) максимумот на графиконот го одредува граничниот агол на ролната 0 max и граничниот момент на потпирање при статичкиот наклон на бродот;

3) аголот 8 под кој опаѓачката гранка на кривата ја сече оската x се вика графикон агол на зајдисонце. На овој агол на петицата, рамото за враќање станува еднакво на нула;

4) ако на оската на апсцисата се издвои агол еднаков на 1 радијан (57,3 °) и од оваа точка се подигнува нормална додека не се вкрсти со тангентата повлечена на кривата од почетокот, тогаш оваа нормална на скалата од дијаграмот ќе биде еднаков на почетната метацентрична висина h 0 .

Големо влијаниеНа стабилноста влијаат подвижните, т.е. лабавите, како и течните и рефус товарите кои имаат слободна (отворена) површина. Кога садот е навален, овие товари почнуваат да се движат во насока на ролната и, како резултат на тоа, центарот на гравитација на целиот сад повеќе нема да биде во фиксна точка G, туку ќе почне да се движи во истата насока, предизвикувајќи намалување на попречната рачка за стабилност, што е еквивалентно на намалување на метацентричната висина со сите последици што произлегуваат од ова. За да се спречат ваквите случаи, целиот товар на бродовите мора да биде обезбеден, а течниот или наливниот товар мора да биде потопен во контејнери што исклучуваат каква било трансфузија или истурање на товар.

Со бавното дејствување на силите што создаваат момент на потпетици, бродот, наведнувајќи се, ќе запре кога моментите на залепување и враќање ќе бидат еднакви. Со ненадејно дејство на надворешни сили, како што е налетот на ветрот, влечење на влечење на бродот, отфрлање, широко салво од пиштоли итн., бродот, навалувајќи се, добива аголна брзина, па дури и со прекин на овие сили, тој ќе продолжи да се тркала по инерција за дополнителен агол додека не се потроши целата негова кинетичка енергија (жива сила) на ротационото движење на садот и неговата аголна брзина не стане нула. Овој наклон на бродот под дејство на ненадејно применети сили се нарекува динамична наклонетост. Ако, со статичен момент на потпетување, бродот плови со само одредена ролна од 0 ST, тогаш во случај на динамичко дејство на истиот момент на потпетување, може да се преврти.

Во анализата на динамичката стабилност за секое поместување на садот, тие градат дијаграми за динамичка стабилност, чии ординати ги претставуваат, на одредена скала, областите формирани од кривата на моментите на статичка стабилност за соодветните агли на петицата, т.е., тие ја изразуваат работата на обновувачкиот пар кога бродот е наведнат под агол од 0, изразено во радијани. Во ротационото движење, како што знаете, работата е еднаква на производот на моментот и аголот на ротација, изразен во радијани,

T 1 \u003d M kp 0.

Според овој дијаграм, сите прашања поврзани со определувањето на динамичката стабилност може да се решат на следниот начин (сл. 17).

Аголот на потпетицата со динамички применет момент на потпетица може да се најде со исцртување на графикот на парот на потпетици на дијаграмот на иста скала; апсцисата на пресечната точка на овие два графика го дава потребниот агол 0 DIN.

Ако во одреден случај моментот на фиксирање има константна вредност, т.е. M kr \u003d const, тогаш работата ќе биде изразена

T 2 \u003d M kp 0.

И графикот ќе изгледа како права линија што минува низ потеклото.

За да се изгради оваа права линија на дијаграмот за динамичка стабилност, потребно е да се нацрта агол еднаков на радијан долж оската на апсцисата и да се нацрта ордината од добиената точка. Откако на неа, на скалата на ординати, вредноста на M cr во форма на отсечка Nn (сл. 17), потребно е да се повлече права линија ON, што е посакуваниот распоред за работа за парот за потпетици.

Ориз. 17. Определување на аголот на петицата и ограничувачкиот динамички наклон според дијаграмот на динамичка стабилност.

Со зголемување на моментот M cr, секантата ON може да ја заземе ограничувачката позиција, претворајќи се во надворешна тангента OT извлечена од потеклото до дијаграмот на динамичка стабилност. Така, апсцисата на допирната точка ќе биде динамичкиот ограничувачки агол на динамичките наклони 0. Ординатата на оваа тангента, што одговара на радијанот, го изразува ограничувачкиот момент на потпетување при динамички наклони M krms.

Кога плови, бродот често е подложен на динамични надворешни сили. Затоа, способноста да се одреди динамичниот момент на потпетување при одлучувањето за стабилноста на садот е од големо практично значење.

Проучувањето на причините за загубата на бродовите води до заклучок дека бродовите главно се губат поради губење на стабилноста. За да се ограничи губењето на стабилноста во согласност со различни условипливање, регистрирај се СССРРазвиени се стандарди за стабилност на бродовите од транспортната и рибарската флота. Во овие стандарди, главниот индикатор е способноста на бродот да одржува позитивна стабилност под комбинирано дејство на тркалање и ветер. Бродот ги исполнува основните барања на Стандардите за стабилност ако, во најлошото сценарио на товарење, неговиот M CR останува помал од M ODA.

Во исто време, минималниот момент на превртување на бродот се одредува од дијаграмите на статичка или динамичка стабилност, земајќи го предвид влијанието на слободната површина на течниот товар, тркалањето и елементите за пресметка на едрата на бродот за различни случаи на оптоварување на бродот.

Стандардите предвидуваат голем број барања за стабилност, на пример: M KR

Непотопен броднаречена неговата способност да одржува пловност и стабилност по поплавување на дел внатрешни просторивода што доаѓа од брегот.

Непотопливоста на садот е обезбедена со резерва на пловност и зачувување на позитивна стабилност со делумно поплавени простории.

Ако садот добил дупка во надворешниот труп, тогаш количината на вода Q што тече низ него се карактеризира со изразот

G - 9,81 m/s²

H - растојание на центарот на дупката од водената линија, m.

Дури и со мала дупка, количеството на вода што влегува во трупот ќе биде толку големо што пумпите за ѓубре нема да можат да се справат со неа. Затоа, на бродот се поставуваат дренажни средства врз основа на пресметка на само отстранување на водата што влегува по затворањето на дупката или преку протекување во споеви.

За да се спречи ширењето на водата што тече во дупката низ садот, се обезбедуваат конструктивни мерки: трупот е поделен на посебни прегради водонепропустливи прегради и палуби. Со таква поделба, во случај на дупка, ќе се поплави еден или повеќе ограничени прегради, што ќе го зголеми провевот на садот и соодветно на тоа, ќе се намалат слободниот одбор и пловноста на садот.

Напред
Содржина
Назад

Стабилностнаречена способност на бродот да се спротивстави на силите кои го отстапуваат од положбата на рамнотежа, и се враќа во првобитната рамнотежна положба по завршувањето на овие сили.

Условите за рамнотежа на садот добиени во Поглавје 4 „Пловеност“ не се доволни за тој постојано да лебди во дадена положба во однос на површината на водата. Исто така, неопходно е рамнотежата на садот да биде стабилна. Својството, кое во механиката се нарекува стабилност на рамнотежа, во теоријата на бродот обично се нарекува стабилност. Така, пловноста обезбедува услови за рамнотежна положба на садот со дадено слетување, а стабилноста обезбедува зачувување на оваа позиција.

Стабилноста на садот се менува со зголемување на аголот на наклон и при одредена вредност целосно се губи. Затоа, се чини соодветно да се проучи стабилноста на садот при мали (теоретски бесконечно мали) отстапувања од положбата на рамнотежа со Θ = 0, Ψ = 0, а потоа да се утврдат карактеристиките на неговата стабилност, нивните дозволени граници при големи склоности.

Вообичаено е да се разликува стабилност на садот при ниски агли на наклон (почетна стабилност) и стабилност при високи агли на наклон.

Кога се разгледуваат малите склоности, можно е да се направат голем број претпоставки кои овозможуваат да се проучи почетната стабилност на садот во рамките на линеарната теорија и да се добијат едноставни математички зависности на неговите карактеристики. Стабилноста на садот при големи агли на наклон се изучува со помош на рафинирана нелинеарна теорија. Секако, имотот за стабилност на бродот е обединет и прифатената поделба е чисто методолошка.

При проучување на стабилноста на садот, неговите наклони се разгледуваат во две меѓусебно нормални рамнини - попречни и надолжни. Кога садот е навален во попречната рамнина, одредена од аглите на петицата, се проучува странична стабилност; со наклони во надолжната рамнина, определени со аглите на трим, проучете го надолжна стабилност.

Ако наклонот на бродот се јавува без значителни аголни забрзувања (пумпање течен товар, бавен проток на вода во одделот), тогаш стабилноста се нарекува статични.

Во некои случаи, силите што го навалуваат садот дејствуваат ненадејно, предизвикувајќи значителни аголни забрзувања (забрзување на ветерот, бран бранови итн.). Во такви случаи, размислете динамиченстабилност.

Стабилноста е многу важна наутичка особина на бродот; заедно со пловноста, обезбедува навигација на садот во дадена положба во однос на површината на водата, што е неопходно за да се обезбеди погон и маневрирање. Намалувањето на стабилноста на бродот може да предизвика итно превртување и дотерување, а целосно губење на стабилноста може да предизвика превртување.

За да се спречи опасно намалување на стабилноста на бродот, сите членови на екипажот мора:

секогаш имајте јасна идеја за стабилноста на бродот;

ги знаат причините кои ја намалуваат стабилноста;

знае и умее да ги применува сите средства и мерки за одржување и враќање на стабилноста.

Постојат концепти на стабилност од следниве типови: статични и динамични, со мали наклони на садот и со големи наклони.

Статичка стабилност - стабилност на садот со постепен, мазен наклон на садот, кога може да се занемарат силите на инерција и водоотпорност.

Законите на почетната стабилност ја задржуваат својата важност само до одреден агол на петицата. Вредноста на овој агол зависи од типот на садот и состојбата на неговото оптоварување. За бродови со ниска почетна стабилност (патници и носачи на дрва), максималниот агол на потпетицата е 10-12 степени, за танкери и суви товарни бродови до 25-30 степени. Локацијата на CG (центар на гравитација) и CG (центар на големина) се главните фактори кои влијаат на стабилноста кога бродот се тркала.

Основни елементи на стабилност: поместување ∆ , рамо на моментот на враќање (рамо на статичка стабилност) - lct, почетен метацентричен радиус - r,

попречна метацентрична висина - h, агол на тркалање - Ơ, момент на враќање - MV

Момент на потпетици - Mkr, коефициент на стабилност -K, елевација на тежиштето Zg,

центар на величина елевација -Zc, Временски критериум-K, DSO (статички дијаграм на стабилност), DDO (динамички дијаграм на стабилност).

ОДС - дава целосен описстабилност на садот : попречна метацентрична висина, рамо на статичка стабилност, граничен агол на ОДС, агол на зајдисонце на ОДС.

DSO ви овозможува да ги решите следниве задачи:

• големината на моментот на залепување од поместувањето на товарот и моментот на превртување;
• создавање на потребната изложеност на страната за поправка на трупот, надворешните фитинзи;
• дефиниција најголемстатички применет момент на потпетица што бродот може да го издржи без да се преврти, и ролната што ќе ја добие во овој случај;
• определување на аголот на тркалање на бродот од моментално применетиот момент на потпетување во отсуство на почетна ролна;
• определување на аголот на ролната од ненадејно нанесен момент на потпетување во присуство на почетна ролна во правец на моментот на потпетување;
• определување на аголот на тркалање од ненадејно применет момент на потпетување во присуство на почетна ролна во правец спротивен на дејството на моментот на залепување.
• Одредување на аголот на тркалање при движење на товар по палубата;
• Одредување на статички момент на превртување и статички агол на превртување;
• Определување на динамички момент на превртување и динамички агол на превртување;
• Одредување на потребниот момент на потпетици за исправување на садот;
• Одредување на тежината на товарот при чие движење бродот ќе ја изгуби стабилноста;
• Што може да се направи за да се подобри стабилноста на садот.

Стандардизација на стабилноста на барање на Регистарот за превоз на Русија и Украина:

1. максималниот крак на статичката стабилност на ОДС е повеќе од или = 0,25 m со максимална должина на садот помала од или = 80 m и повеќе или = 0,20 m со должина на садот поголема од или = 105 m;
2. дијаграм максимален агол повеќе од или = 30 степени;
3. агол на зајдисонце DSO повеќе или = 60 степени. и 55 степени, земајќи ја предвид глазурата

4. временски критериум - К повеќе од или \u003d 1, и кога плови во Северен Атлантик - 1,5

5. поправена попречна метацентрична висина за сите опции за вчитување

секогаш треба да биде позитивен, а за рибарски бродови не помалку од -0,05 m.

Карактеристиките на ролната на садот зависат од метацентричната висина. Колку е поголема метацентричната висина, толку е поостро и поинтензивно подигањето, што негативно влијае на обезбедувањето на товарот и неговиот интегритет и, воопшто, на безбедноста на целиот брод.

Приближна вредност на оптималната метацентрична висина за различни садови во метри:

• карго-патнички голем тонажа 0,0-1,2 m, среден тонажа 0,6-0,8 m.
• сув товар од голема тонажа 0,3-1,5 м., среден тонажа 0,3-1,0 м.
• големи танкери 1,5-2,5 м.

За суви товарни бродовипросечна тонажа, врз основа на теренски набљудувања, идентификувани се четири зони на стабилност:

А - ролна зона или недоволна стабилност-h|B =0,0-0,02 - кога таквите садови се вртат со полна брзина, се појавува список до 15-18 степени.

Б - зона на оптимална стабилност h|B=).02-0,05 – во разбрануваното море, бродовите доживуваат непречено тркалање, погодноста на екипажот е добра, страничните инерцијални сили не надминуваат 10% од товарната гравитација на палубата.

Б - зона на непријатност или зголемена стабилност h|B=0,05-0,10 - остриот терен, условите за работа и одмор за екипажот се лоши, страничните инерцијални сили достигнуваат 15-20% од гравитацијата на товарот на палубата.

Г-зона на прекумерна стабилност или уништување h|B повеќе од 0,10 - попречните инерцијални сили при тркалањето можат да достигнат 50% од гравитацијата на товарот на палубата, додека товарот е скршен, деловите за местење на палубата (прстени, школки), бедемот на бродот се уништени, што доведува до губење на товарот и смрт на бродот.

Информациите за стабилноста на бродот обично даваат целосни пресметки за стабилноста без шлаг:

• 100% бродски продавници без товар
• 50% бродски продавници и 50% товар, од кои може да биде товар на палубата
• 50% инвентар и 100% карго
• 25% бродски продавници, без товар, товар на палубата
• 10% продавници за бродови, 95% карго.

Земајќи го предвид шлаг, исто + со баласт во резервоари.

Покрај пресметувањето на стабилноста за типични случаи на товарење со и без замрзнување, информациите за стабилност ви овозможуваат да извршите целосна пресметка на стабилноста на садот за нестандардни случаи на товарење. Во овој случај, потребно е:

• Имајте точна слика за локацијата на товарот во товарните простори во тони;
• Податоци во тони за резервоари за бродови: мазут, дизел гориво, нафта, вода;
• Составете табела со тежини за даден товар на брод, пресметајте ги моментите на CG на бродот

во однос на вертикалните и хоризонталните оски и се применува вертикално и хоризонтално -

• Пресметајте ги збировите на тежините (вкупното поместување на бродот), вредноста на надолжниот момент на CG на бродот (земајќи ги предвид знаците + и -), вертикалниот статички момент
• Одредете ја апликацијата и апсцисата на CG на бродот како соодветните моменти поделени со сегашното бруто поместување на бродот во тони
• Според количината на резерви во % и товарот во % според референтните табели (ограничувачка крива), грубо е да се процени дали бродот е стабилен или не и дали има потреба да се внесе дополнителен баласт од морска вода во двојникот на бродот - тенкови на дното.
• Определете ги облините на чамецот (видете ги табелите во Информации за стабилност)
• Определете ја почетната попречна метацентрична висина, како разлика помеѓу примената на центарот на големина - и примената на центарот на гравитација, изберете од табелите (Додаток за информации за стабилноста - во понатамошниот текст „Информации“) исправката за слободна површинадо попречната метацентрична вредност - определи корегирана попречна метацентрична вредност.
• Со пресметаните вредности на поместувањето на садот за овој лети со корегирана метацентрична висина внесете го дијаграмот на рамениците на кривите на статичката стабилност (прикачен во „Информации“) и по 10 степени конструирајте го DSS на рамениците на статичката стабилност од аголот на петицата при дадено поместување (Ридовиот дијаграм )
• Од дијаграмот на ОДС отстранете ги сите главни податоци според барањата на Регистарот за превоз на Украина, Русија.
• Утврдете ја вредноста на условно пресметаната амплитуда на тркалање за овој товарен случај, користејќи ги препораките во референтните податоци. Зголемете ја оваа амплитуда за 2-5 степени поради притисокот на ветерот (притисокот на ветерот од 6-7 поени се зема предвид). Земајќи ги во предвид сите фактори кои дејствуваат истовремено, оваа амплитуда може да достигне вредности од -15-50 степени.
• Продолжете го DSO во насока на негативните вредности на апсцисата и тргнете ја настрана вредноста на пресметаната амплитуда на спуштање лево од нулта координати, а потоа вратете ја нормалната од точката на негативната вредност на оската на апсцисата. Со око, вака повлечете хоризонтална линија паралелна со оската на апсцисата. Така што плоштината лево од оската x и десно од ОДС се еднакви. (види пример) - одреди го рамото на моментот на превртување.
• Во исто време, отстранете ја рачката на моментот на превртување од ОДС и пресметајте го моментот на превртување како производ на поместувањето и кракот на моментот на превртување.
• Според вредноста на просечниот нацрт (пресметано претходно), изберете ја вредноста на моментот на потпетици од дополнителни табели (Информации)
• Пресметајте го временскиот критериум -К, доколку ги исполнува барањата на Регистарот на превозот на Украина, вклучувајќи ги сите останати 4 критериуми, тогаш пресметката на стабилноста завршува тука, но според барањата на Кодексот за стабилност на ММО за пловни објекти од сите типови од -1999 година, потребно е дополнително да има уште два критериуми за стабилност, кои може да се утврдат само од DDO (Динамички дијаграм за стабилност).Кога бродот плови во услови на мраз, пресметајте го временскиот критериум за овие услови.
• Изградбата на DDO - дијаграми за динамичка стабилност е полесна за изведба врз основа на дијаграмот на ОДС, користејќи ја шемата од Табела. 8 (стр. 61 - Л.Р. Аксјутин "Карго план на бродот" - Одеса-1999 или стр. 22-24 "Контрола на стабилност на поморските бродови" - Одеса-2003) - да се пресметаат рамениците на динамичка стабилност. Ако, според дијаграмот на ограничувачки моменти во Информациите за стабилност, бродот е стабилен според нашите пресметки, тогаш не е неопходно да се пресмета DDO-.

Според барањата на Кодексот за стабилност на ММО-1999 (ММО Резолуција А.749 (18) од јуни 1999 година)

минималната попречна метацентрична висина GM o -0,15 m.за патнички бродови, а за риболов - повеќе или еднакво на 0,35;

· рамо со статичка стабилност не помало од 0,20 m;

· максимален DSO со максимална статичка стабилност рачка - повеќе или еднаква на 25 степени;

· рамо со динамичка стабилност под агол на тркалање поголем од или плус 30 степени - не помалку од -0,055 m-rad .; (метар)

рамо со динамичка стабилност под 40 степени (или агол на поплавување) не помало од - 0,09 m-rad.; (метар)

Разлика на динамичка стабилност на рамениците на 30 и 40 степени - не помала од 0,03 m-rad. (метар)

· временски критериум повеќе од или = еден (1) - за бродови повеќе од или = 24 m.

· дополнителен агол на петицата поради постојан ветер за патнички бродови не повеќе од 10 степени, за сите други бродови не повеќе од 16 степени или 80% од аголот под кој работ на палубата влегува во водата, во зависност од тоа кој агол е минимален .

На 15 јуни 1999 година, Комитетот за навигација за безбедност на ММО издаде циркулар 920 - Прирачник за вчитување и стабилност на моделот, кој препорачува сите држави со флота да им обезбедат на сите бродови посебен Прирачник за пресметување на товарот и стабилноста на бродот, во кој треба да се даде типовите на оптималното оптоварување и пресметките на стабилноста на садот, ги даваат сите симболи и кратенки дадени во исто време, како да се контролира стабилноста, слетувањето на садот и неговата надолжна цврстина. Овој прирачник ги содржи сите кратенки и единици за горенаведените пресметки, табели за пресметување на стабилноста и моментите на свиткување.

Во моретоверификацијата на попречната метацентрична висина на садот се врши според приближна формула која ја зема предвид ширината на садот - B (m), периодот на спуштање - до (сек) и C - коефициент од 0,6 - до 0,88, во зависност од видот на садот и неговото оптоварување - h = (CB / To) 2 со точност од 85-90% .(h-m).

За исполнување на RGZ на тема „Транспорт на посебен режим и опасни материи“, можете да го користите авторскиот прирачник „Пресметка на карго план на бродот“ објавен од SevNTU.

Добијте конкретна задача за пресметување на карго планот од наставникот. Оригинален

Информациите за стабилноста на садот ги има наставникот. Да се ​​извршат пресметки

за овој сад ученикот треба да направи копии од пресметковните табели и графикони од „Информации“. Употребата на други „Информации за стабилноста на бродот“ за време на морската производствена практика за сопствен, специфичен брод и транспортиран товар е дозволено да бидат заштитени од RGZ.

§ 41. Стабилност.

Стабилноста е способност на садот, изнесен од позиција на нормална рамнотежа од какви било надворешни сили, да се врати во првобитната положба по завршувањето на овие сили. Надворешните сили кои можат да го извадат бродот од нормална рамнотежа вклучуваат ветер, бранови, движење на стоки и луѓе, како и центрифугални сили и моменти што се јавуваат кога бродот се врти. Навигаторот е должен да ги знае карактеристиките на неговиот брод и правилно да ги процени факторите кои влијаат на неговата стабилност. Разликувајте помеѓу попречната и надолжната стабилност.

Слика 89Статични сили кои дејствуваат на бродот на ниски потпетици

Попречната стабилност на садот се карактеризира со релативната положба на центарот на гравитација G и центарот на големина C.

Ако бродот е навален од едната страна под мал агол (5-10 °) (сл. 89), CV ќе се движи од точката C до точката C 1. Според тоа, силата за поддршка што дејствува нормално на површината ќе ја премине дијаметралната авион (DP) во точката М.

Точката на вкрстување на ДП на бродот со продолжување на насоката на потпорната сила кај крепот се нарекува почетен метацентар M. Растојанието од точката на примена на потпорната сила C до почетниот метацентар се нарекува метацентричен радиус.

Растојанието од почетниот метацентар M до центарот на гравитација G се нарекува почетна метацентрична висина h 0.

Почетната метацентрична висина ја карактеризира стабилноста при ниски наклони на садот, се мери во метри и е критериум за почетната стабилност на садот. По правило, почетната метацентрична висина на моторните чамци и чамците се смета за добра ако е повеќе од 0,5 m,за некои бродови е дозволено помалку, но не помалку од 0,35 м.

Ориз. 90.Зависност на почетната метацентрична висина од должината на садот

Остриот наклон предизвикува тркалање на бродот, а периодот на слободно тркалање се мери со стоперка, т.е., времето на целосно замавнување од една екстремна положбана друг и назад. Попречната метацентрична висина на садот се одредува со формулата:

h 0 \u003d 0,525 () 2 m,

Каде ВО- ширина на бродот, m;

Т- период на снимање, сек.

Кривата на слика 1 служи за евалуација на добиените резултати. 90, изградена според добро дизајнирани чамци. Ако почетната метацентрична висина h o, одредена со горната формула, е под засенчената лента, тоа значи дека бродот ќе има непречено тркалање, но недоволна почетна стабилност, а навигацијата по него може да биде опасна. Ако метацентарот се наоѓа над засенчената лента, бродот ќе се одликува со брзо (остро) тркалање, но зголемена стабилност, и затоа таквиот брод е попловен, но населувањето на него е незадоволително. Оптималните вредности ќе спаѓаат во зоната на засенчената лента.

Стабилност моторни чамци и чамцимора да ги издржи следните услови: аголот на потпетицата на целосно опремен сад со мотор од поставување на товар еднаков на 60% од утврдената носивост мора да биде помал од аголот на поплавување.

Утврдената носивост на бродот ја вклучува тежината на патниците и тежината на дополнителниот товар (опрема, резерви).

Списокот на садот на една од страните се мери со аголот помеѓу новата навалена положба на централната линија и вертикалната линија. Кога се потпира низ аголот q, резултатот од тежината на бродот го формира истиот агол q со рамнината на DP.

Страната со потпетица ќе помести повеќе вода од спротивната страна, а CV-то ќе се помести во насока на ролната.

Тогаш резултантните сили на поддршка и тежина ќе бидат неурамнотежени, формирајќи пар сили со рамо еднакво на

l = h 0sin q .

Повтореното дејство на силите за тежина и поддршка се мери со моментот на враќање

M = Dl = Dh 0sin q.

Каде што D е пловната сила еднаква на силата на тежината на бродот;

l - стабилност рамо.

Оваа формула се нарекува формула за метацентрична стабилност и важи само за мали агли на потпетици, при кои метацентарот може да се смета за константен. При големи агли на петицата, метацентарот не е константен, поради што се нарушува линеарната врска помеѓу моментот на враќање и аглите на петицата.

Според релативната положба на товарот на бродот, навигаторот секогаш може да ја најде најповолната вредност на метацентричната висина, на која бродот ќе биде доволно стабилен и помалку подложен на тркалање.

Моментот на потпетици е производ на тежината на товарот што се движи низ садот со рамо еднакво на растојанието на движење. Ако лице со тежина од 75 килограм,седи на брегот ќе се движи низ бродот за 0,5 m,тогаш моментот на петицата ќе биде еднаков на 75 * 0,5 = 37,5 kg/m.

Слика 91.Дијаграм за статичка стабилност

За да го промените моментот кога бродот го потпира за 10 °, неопходно е да се натовари бродот до целосно поместување, целосно симетрично во однос на дијаметралната рамнина. Товарот на бродот треба да се провери со нацрти измерени од двете страни. Инклинометарот е поставен строго нормално на дијаметралната рамнина така што покажува 0°.

После тоа, потребно е да се преместуваат товарите (на пример, луѓето) на претходно обележани растојанија додека инклинометарот не покаже 10 °. Експериментот за верификација треба да се спроведе на следниов начин: потпрете го бродот од едната страна, а потоа од другата страна. Познавајќи ги моментите на прицврстување на бродот што е на повидок под различни (до најголеми можни) агли, можно е да се изгради дијаграм за статичка стабилност (сл. 91), кој ќе ја процени стабилноста на бродот.

Стабилноста може да се зголеми со зголемување на ширината на садот, спуштање на CG и инсталирање на строги були.

Ако центарот на гравитација на садот се наоѓа под центарот на големина, тогаш садот се смета за многу стабилен, бидејќи потпорната сила за време на тркалањето не се менува во големината и насоката, но точката на нејзината примена се поместува кон наклон на садот (сл. 92, а). Затоа, кога се потпира, се формираат пар сили со позитивен момент на враќање, со тенденција да го вратат бродот во нормална вертикална положба на директен кил. Лесно е да се види дека h>0, додека метацентричната висина е 0. Ова е типично за јахти со тежок кил и нетипично за повеќе големи бродовисо конвенционална структура на телото.

Ако центарот на гравитација се наоѓа над центарот на големината, тогаш можни се три случаи на стабилност, за кои навигаторот треба добро да знае.

Првиот случај на стабилност.

Метацентрична висина h>0. Ако центарот на гравитација се наоѓа над центарот на големината, тогаш со навалената положба на садот, линијата на дејство на потпорната сила ја преминува дијаметралната рамнина над центарот на гравитација (слика 92, б).

Ориз. 92.Случај на стабилен сад

Во овој случај, се формираат и пар сили со позитивен момент на враќање. Ова е типично за повеќето бродови со конвенционален облик. Стабилноста во овој случај зависи од телото и положбата на центарот на гравитација во висина. Кога се потпира, страната на потпетица влегува во водата и создава дополнителна пловност, со тенденција да се израмни бродот. Меѓутоа, кога садот се тркала со течни и рефус товари способни да се движат во насока на тркалање, центарот на гравитација исто така ќе се помести во насока на тркалање. Ако тежиштето за време на тркалањето се движи подалеку од линијата што го поврзува центарот на големина со метацентарот, тогаш бродот ќе се преврти.

Вториот случај на нестабилен судок со индиферентна рамнотежа.

Метацентрична висина h \u003d 0. Ако тежиштето лежи над центарот на големина, тогаш со ролна линијата на дејство на потпорната сила поминува низ центарот на гравитација MG \u003d 0 (слика 93). Во овој случај, центарот на големината секогаш се наоѓа на иста вертикала со центарот на гравитација, така што нема обновувачки пар сили. Без влијание на надворешни сили, бродот не може да се врати во права положба. Во овој случај, особено е опасно и целосно неприфатливо да се транспортира течен и рефус товар на брод: со најмало лулање, бродот ќе се преврти. Ова е типично за чамци со тркалезна рамка.

Третиот случај на нестабилен брод во нестабилна рамнотежа.

Метацентрична висина ч<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).

Силата на гравитација и силата на потпора при најмала пета формираат пар сили со негативен момент на враќање и бродот се превртува.

Ориз. 93.Случај на нестабилен сад во рамнодушна рамнотежа

Ориз. 94.Случај на нестабилен брод во нестабилна рамнотежа

Анализираните случаи покажуваат дека бродот е стабилен доколку метацентарот се наоѓа над центарот на гравитација на бродот. Колку пониско паѓа центарот на гравитација, бродот е постабилен. Во пракса, тоа се постигнува со поставување на товар не на палубата, туку во долните простории и држачи.