почетна стабилност. Еднаквите волуменски наклони на бродот. Ојлерова теорема. Слетување на брод директно и на рамномерен кил

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 бродот 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:

• Критериумот за силен ветер и тркалање (времето) K мора да биде поголем или еднаков на еден, т.е. односот на моментот на превртување M opr до моментот на залепување M kr 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.

Стабилностнаречена способност на сад наведнат од дејството надворешни силиод позиција на рамнотежа, да се врати во состојба на рамнотежа по престанокот на дејството на овие сили.

Наклонот на садот може да се појави под влијание на надворешни сили како што се движењето, прифаќањето или трошењето на товарот, притисокот на ветерот, дејството на брановите, напнатоста на влечната лента итн.

Стабилноста што ја има бродот со надолжните наклони, мерени со аглите на дотерување, се нарекува надолжна. Обично е доста голем, така што никогаш не се јавува опасност од превртување на садот низ лакот или крмата. Но, проучувајќи го неопходно е да се одреди дотерувањето на садот под влијание на надворешни сили. Стабилноста што ја има бродот со попречните наклони, мерени со аглите на тркалање 6, се нарекува попречно.

Латерална стабилносте најважната карактеристика на садот, која ја одредува неговата морска способности степенот на безбедност на навигацијата. Кога се проучува попречната стабилност, се прави разлика помеѓу почетната стабилност (при мали наклони на садот) и стабилноста при големи агли на петицата. почетна стабилност. Кога бродот се тркала под мал агол, под дејство на која било од наведените надворешни сили, CV се движи поради движењето на подводниот волумен (сл. 149). Вредноста на моментот за враќање формиран во овој случај зависи од вредноста на рамото л= ГКпомеѓу силите

тежина и поддршка на навалениот сад. Како што може да се види од сликата, моментот на враќање МВ= Дл = Dh sinθ, каде ч- точка кота Мнад CG на бродот Гповикани попречната метацентрична висина на бродот. Точка Мсе нарекува попречен метацентар на садот.

Ориз. 149. Дејството на силите кога се тркала бродот

Метацентричната висина е најважната карактеристика на стабилноста. Се дефинира со изразот

h = z c + r - z g,

Каде z c- издигнување на CV над OL; р- попречен метацентричен радиус, т.е., издигнувањето на метацентарот над CV; z g- кота на CG на бродот над OL.

Значење z gопределени при пресметување на масата на товарот. Приближно можно

прифати (за брод со полн товар) z g = (0,654-0,68) Х, Каде Х- висина на средината на бродот.

Значење z cИ ропределено според теоретски цртеж или (за проценети пресметки) според приближни формули, на пример:

Каде ВО- ширина на садот, m; Т- нацрт, m; α е коефициентот на комплетноста на водената линија; δ - коефициент на вкупна комплетност; ДО- коефициент во зависност од обликот на водената линија и неговата комплетност и варира во рамките на 0,086 - 0,089.

Од горенаведените формули може да се види дека попречната стабилност на садот се зголемува со зголемување на B и α; со намалување на Т и δ; со покачување на CV z c; Со

намалување на CG z g. Така, широките бродови се постабилни, како и бродовите со ниска локацијаКТ. При спуштање на парното греење, т.е. при поставување на потешки товари - механизми и опрема - што е можно пониско и со

олеснување на високо поставените конструкции (надградби, јарболи, цевки, кои понекогаш се направени од лесни легури за оваа намена), метацентричната висина се зголемува. И обратно, при примање на тешки товари на палубата, подмрзнување на површината на трупот, надградби, јарболи и сл., додека пловилото плови во зимски услови, стабилноста на бродот се намалува.

Наклонето искуство. На изградениот сад, почетната метацентрична висина се одредува (со користење на формулата за метацентрична стабилност) емпириски - со наклонување на садот, што се изведува под агол од 1,5-2 со пренесување на однапред измерен товар од страна на страна. Шемата на наклонето искуство е прикажана на сл. 150.

Ориз. 150. Шема на наклонето искуство.

1 - железница со поделби; 2 - тежина и лав риба; 3 - бања со вода или масло; 4 - тежински конец; 5 - пренослива тежина за обезбедување

момент на потпетици М крпредизвикани од пренос на товар Рна далечина на: M cr = Ру. Според формулата за метацентрична стабилност h = M KP /Dθ (sin θ се заменува со θ поради малата агол на брегот θ). Но θ = d/l, Затоа h = Pyl/Dd.

Вредностите на сите количини вклучени во оваа формула се одредуваат за време на тестот за наклон. Поместувањето се наоѓа со пресметка од нацртите измерени со ознаките на продлабочувањето.

На мали бродови, преносот на товарот (инготи од леано железо, вреќи со песок, итн.) понекогаш се заменува со налет на луѓе со вкупна маса од околу 0,2-0,5% од поместувањето на празниот брод. Аголот на тркалање θ се мери со тегови натопени во маслени бањи. ВО Во последно времетегови се заменуваат со специјални уреди кои ви овозможуваат прецизно да го измерите аголот на петицата за време на тестот за наклон (земајќи го предвид нишањето на садот за време на преносот на товарот), таканаречените иклинографи.

Врз основа на почетната метацентрична висина пронајдена со користење на наклонето искуство, позицијата на CG на конструираниот сад се пресметува со користење на горенаведените формули.

Следниве се приближни попречни метацентрични висини за различни типовисадови со целосен товар:

Големи патнички бродови ……………………………… 0,3-1,5

Средни и мали патнички бродови. . . ……………… 0,6-0,8

Големи суви товарни бродови ……………………………….. 0,7-1,0

Средно ………………………………………………….. 0,5-0,8

Големи танкери ………………………………… 2.0-4.0

Средно ……………………………………………………… 0,7-1,6

Речни патнички бродови ……………………………….. 3.0-5.0

Баржи ……………………………………………………… 2,0-10,0

Мразокршачи ………………………………………………… 1,5-4,0

Влекачи …………………………………………………… 0,5-0,8

Рибарски бродови ………………………………………. 0,7-1,0

Стабилност при високи агли на петицата. Како што се зголемува аголот на тркалање на бродот, моментот на враќање прво се зголемува (сл. 151, а-в), потоа се намалува, станува еднаков на нула и повеќе не го спречува, туку, напротив, придонесува за понатамошно наклонување на садот (сл. 151 , г).

Ориз. 151. Дејството на силите кога садот се тркала под големи агли

Од поместувањето Дза дадена состојба на оптоварување останува константна, потоа моментот на враќање М вопромени пропорционално со промената на рамото лпопречна стабилност. Оваа промена на рамото на стабилност во зависност од аголот на петицата 8 може да се пресмета и прикаже графички, во форма дијаграми за статичка стабилност(сл. 152), кој е изграден за најтипични и најопасни случаи на товарење на брод во однос на стабилноста.

Дијаграмот за статичка стабилност е важен документшто ја карактеризира стабилноста на бродот. Со негова помош, можно е, знаејќи ја вредноста на моментот на потпеткување што делува на бродот, на пример, од притисокот на ветерот, определен на скалата Бофор (Табела 8), или од преносот на товарот на бродот, од баластната вода или резерви на гориво добиени асиметрично од DP, итн. , - најдете ја вредноста на добиениот агол на тркалање во случај кога овој агол е голем (повеќе од 10 °). Аголот на малиот брег се пресметува без исцртување на графиконот користејќи ја горната метацентрична формула.

Ориз. 152. Дијаграм на статичка стабилност

Од дијаграмот за статичка стабилност, можно е да се одреди почетната метацентрична висина на бродот, која е еднаква на сегментот помеѓу хоризонталната оска и точката на пресек на тангентата со кривата на краците на стабилност на почетокот на координатите со вертикалата, нацртана под агол на петицата еднаков на еден радијан (57,3 °). Секако, колку е поостра кривата на почетокот, толку е поголема почетната метацентрична висина.

Дијаграмот за статичка стабилност е особено корисен кога е неопходно да се знае аголот на петицата на бродот од дејството на ненадејно применетата сила - со таканареченото динамично дејство на силата.

Ако на бродот делува статички, т.е. непречено, без грчеви, применетата сила, тогаш моментот на потпирање формиран од него создава агол на петицата, што се одредува од дијаграмот за статичка стабилност (изграден во форма на крива за менување на моментите на враќање Д(од аголот на ролната) на местото на пресекот со кривата на хоризонтална права линија повлечена паралелно со хоризонталната оска на растојание еднакво на вредноста на моментот на потпетицата (сл. 153, а). Во овој момент (точка А) момент на потпетици од дејството на статика

Карактеристики на ветерот и морските бранови

силата е еднаква на моментот на враќање што се јавува кога бродот се тркала и има тенденција да го врати валаниот брод во првобитната, права положба. Аголот на тркалање под кој моментите на потпирање и враќање се еднакви е саканиот агол на тркалање од статички применетата сила.

Ако силата на потпетицата делува на бродот динамично, т.е. ненадејно (налет на ветер, грч на кабел за влечење итн.), тогаш аголот на петицата предизвикан од неа се одредува од дијаграмот за статичка стабилност на поинаков начин.

Ориз. 153. Одредување на аголот на тркалање од дејство на статички ( А) и динамички ( б) применета сила

Хоризонталната линија на моментот на потпетица, на пример, од дејството на ветрот за време на вирење, се продолжува десно од точката А (сл. 153, б) додека областа ABC отсечена од него внатре во дијаграмот не стане еднаква на област AODнадвор од него; додека аголот на тркалање (точка Е) што одговара на положбата на права линија сонце, е саканиот агол на тркалање од дејството на динамички применета сила. Физички, ова одговара на аголот на петицата под кој работи моментот на потпетици (графички претставен со областа на правоаголникот ОДЦЕ) излегува дека е еднаква на работата на моментот на враќање (површината на фигурата ДВЕТЕТО).

Ако областа ограничена со кривата на моментот на враќање е недоволна за да се изедначи со плоштината на фигурата ограничена со моментот на штикла надвор од неа, тогаш бродот ќе се преврти. Затоа, една од главните карактеристики на дијаграмот, што укажува на стабилноста на садот, е неговата површина, ограничена со кривата и хоризонталната оска. На сл. 154 ги прикажува кривите на рамената на статичка стабилност на два садови: со голема почетна стабилност, но со мала површина на дијаграм ( 1 ) и со помала почетна метацентрична висина, но со поголема површинадијаграми (2). Последниот сад е способен да издржи повеќе од силен ветер, постабилен е. Вообичаено, површината на графиконот е поголема за брод со висока табла и помала за брод со ниска табла.

Ориз. 154. Криви на статичка стабилност на сад со висок (1) и низок (2) слободен одбор

Стабилноста на морските бродови мора да биде во согласност со Стандардите за стабилност на Регистарот на СССР, кои ја обезбедуваат следнава состојба како главен критериум (наречен „временски критериум“): момент на превртување М деф, т.е. минималниот динамички применет момент, кој, со истовремено дејство на тркалање и најлошото оптоварување, предизвикува превртување на бродот, не треба да биде помал од моментот на залепување што динамички се применува на бродот. М крна притисокот на ветерот, т.е. K = М деф/М кр≥ l.00.

Во овој случај, вредноста на моментот на превртување е пронајдена од дијаграмот за статичка стабилност според посебна шема, а вредноста (во kN∙m) на моментот на потпеткување (сл. 155) во споредба со него се наоѓа со помош на формулата М кр = 0,001 P во S p z n, Каде Р во- притисок на ветерот, MPa или kgf / m 2 (утврден според скалата на Бофор во колоната „за време на виор“ или според табелата на Регистарот на СССР); С н- површина на плови (површина на странична проекција на површинскиот дел на садот), m 2; z n- кота на центарот на едрото над водната линија, м

При проучување на дијаграмот за статичка стабилност, од интерес е аголот под кој кривата ја пресекува хоризонталната оска - таканаречениот агол на зајдисонце. Според Правилата за регистар, за морските пловни објекти овој агол не треба да биде помал од 60°. Тоа го бараат истите правила максимални вредностимоментите на враќање на дијаграмот беа постигнати под агол на петицата од најмалку 30°, а максималната рачка за стабилност би била најмалку 0,25 m за бродови долги до 80 m и најмалку 0,20 m за бродови долги над 105 m.

Ориз. 155. До определување на моментот на залепување од дејството на силата на ветерот

во вилица (површината на плови е засенчена)

Влијание на течните товари врз стабилноста. Течниот товар во резервоарите, кога резервоарите не се целосно наполнети, се движат во насока на наклон во случај на наклон на садот. Поради ова, CG на бродот се движи во иста насока (од точка Г0точно е), што доведува до намалување на рачката на моментот на враќање. На сл. 156 покажува како рамото на стабилност л 0кога се зема предвид поместувањето на течниот товар се намалува на л.Во исто време, колку е поширок резервоарот или одделот слободна површинатечност, толку е поголемо поместувањето на CG и, следствено, толку е поголемо намалувањето на латералната стабилност. Затоа, за да се намали ефектот на течниот товар, тие бараат да се намали ширината на резервоарот, а за време на работата - да се ограничи бројот на резервоари во кои се формираат слободни нивоа, односно да не се трошат залихи од неколку резервоари одеднаш , но наизменично.

Влијание на наливните товари врз стабилноста.Масовниот товар вклучува жито од сите видови, јаглен, цемент, руда, концентрати од руда итн.

Слободната површина на течните товари секогаш останува хоризонтална.

Спротивно на тоа, рефус товарите се карактеризираат со аголот на одмор, т.е., најголемиот агол помеѓу површината на товарот и хоризонталната рамнина, на која товарот сè уште мирува и над кој започнува излевањето. За повеќето товари на големо, овој агол е во опсег од 25-35°.

Масовниот товар натоварен на брод се карактеризира и со порозност, односно порозност, односно сооднос на волумените директно окупирани од товарните честички и празнините меѓу нив. Оваа карактеристика, која зависи и од својствата на самиот товар и од начинот на неговото вчитување во складиштето, го одредува степенот на неговото собирање (набивање) за време на транспортот.

Ориз. 156. Да се ​​определи влијанието на слободната површина на течен товар

за стабилност

При транспорт на рефус товар (особено жито), како резултат на формирање на празнини како што тие се собираат од тресење и вибрации на трупот за време на патувањето, со остри или големи наклони на садот под дејство на шум (што го надминува аголот на одмор), тие се истураат на едната страна и повеќе не се враќаат целосно во првобитната положба откако садот ќе се исправи.

Количината на вака истурениот товар (жито) постепено се зголемува и предизвикува тркалање, што може да доведе до превртување на садот. За да се избегне ова, се преземаат посебни мерки - тие ставаат вреќи со жито на врвот на житото истурено во складиштето (вреќичка на товар) или инсталираат дополнителни привремени надолжни прегради во складиштата - штици за поместување (види слика 154). Доколку не се преземат овие мерки, се случуваат сериозни несреќи, па дури и смрт на бродови. Статистиката покажува дека повеќе од половина од изгубените бродови поради превртување превезувале рефус товар.

Посебна опасност се јавува при транспортот на рудни концентрати, кои, кога нивната влажност се менува за време на патувањето, на пример, при одмрзнување или потење, добиваат голема подвижност и лесно се префрлаат на страна. Ова сè уште малку проучено својство на рудни концентрати предизвика голем број тешки бродски несреќи.

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)
• Одреди ја почетната попречна метацентрична висина како разлика помеѓу примената на центарот на големина - и примената на центарот на гравитација, изберете од табелите (примени Информации за стабилност - во понатамошниот текст „Информации“) корекција на слободната површина на попречната метацентрична вредност - определи ја поправената 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 делуваат 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.

• Во зависност од рамнината на наклон, постојат странична стабилносткога потпети и надолжна стабилностна дотерување. Во однос на површинските бродови (плодовите), поради издолжувањето на обликот на трупот на бродот, неговата надолжна стабилност е многу повисока од попречната, затоа, за безбедност на пловидбата, најважно е да се обезбеди соодветна попречна стабилност.

• Во зависност од големината на наклонот, стабилноста се разликува при мали агли на наклон ( почетна стабилност) и стабилност при големи агли на наклон.

• Во зависност од природата на дејствувачките сили, се разликуваат статичка и динамичка стабилност.

Почетна странична стабилност

Со ролна, стабилноста се смета за почетна под агли до 10-15 °. Во овие граници, силата на враќање е пропорционална на аголот на петицата и може да се одреди со помош на едноставни линеарни врски.

Во овој случај, се претпоставува дека отстапувањата од положбата на рамнотежа се предизвикани од надворешни сили кои не ја менуваат ниту тежината на садот ниту положбата на неговиот центар на гравитација (CG). Тогаш потопениот волумен не се менува во големина, туку се менува во форма. Наклоните со еднаков волумен одговараат на водни линии со еднаков волумен, отсекувајќи ги еднаквите потопени волумени на трупот. Линијата на вкрстување на рамнините на водните линии се нарекува оска на наклон, која, со еднакви волуменски наклони, поминува низ тежиштето на областа на водената линија. Со попречни наклони, лежи во дијаметралната рамнина.

Слободни површини

Сите случаи дискутирани погоре претпоставуваат дека центарот на гравитација на бродот е неподвижен, односно нема товари што се движат кога се навалуваат. Но, кога се присутни такви тежини, нивното влијание врз стабилноста е многу поголемо од другите.

Типичен случај е течен товар (гориво, масло, баласт и котелска вода) во делумно наполнети резервоари, односно со слободни површини. Таквите товари се способни да се прелеваат кога се навалени. Ако течниот товар целосно го наполни резервоарот, тоа е еквивалентно на цврст фиксен товар.

Влијание на слободната површина врз стабилноста

Ако течноста не го наполни резервоарот целосно, односно има слободна површина која секогаш зазема хоризонтална положба, тогаш кога садот се навалува под агол θ течноста се прелева во правец на наклон. Слободната површина ќе го заземе истиот агол во однос на дизајнерската линија.

Нивоата на течен товар отсекуваат еднакви волумени на резервоари, односно се слични на водните линии со еднаков волумен. Затоа, моментот предизвикан од трансфузија на течен товар при штикли δm θ, може да се претстави слично на моментот на стабилност на обликот мѓ, само δm θспротивно м f со знак:

Каде јас x- моментот на инерција на областа на слободната површина на течниот товар во однос на надолжната оска што минува низ центарот на гравитација на оваа област, γ- специфична тежина на течниот товар

Потоа, моментот на враќање во присуство на течно оптоварување со слободна површина:

Каде ч- попречна метацентрична висина во отсуство на трансфузија, h 1 = h − γ g i x /γV- вистинска попречна метацентрична висина.

Влијанието на преполнетото оптоварување дава корекција на попречната метацентрична висина δ h = − γ x i x /γV

Густините на водата и течниот товар се релативно стабилни, односно главното влијание врз корекцијата е обликот на слободната површина, поточно нејзиниот момент на инерција. Тоа значи дека на страничната стабилност влијае главно ширината и надолжната должина на слободната површина.

Физичкото значење на негативната вредност на корекцијата е дека присуството на слободни површини е секогаш намалувастабилност. Затоа, се преземаат организациски и конструктивни мерки за нивно намалување:

1. целосно притискање на резервоарите за да се избегнат слободните површини
2. ако тоа не е можно, полнење под вратот, или обратно, само на дното. Во овој случај, секој наклон нагло ја намалува слободната површина.
3. контрола на бројот на резервоари со слободни површини
4. распаѓање на резервоарите со внатрешни непробојни прегради со цел да се намали моментот на инерција на слободната површина јас x

   Кога на бродот се применува момент на потпетици m kr, константна по големина, добива позитивно забрзување со кое почнува да се тркала. Како што се зголемува наклонот, моментот на враќање се зголемува, но на почетокот, до аголот θ ул, на која m cr = m θ, тоа ќе биде помалку пета. По достигнување на аголот на статичка рамнотежа θ ул, кинетичката енергија на ротационото движење ќе биде максимална. Затоа, бродот нема да остане во рамнотежна положба, туку поради кинетичката енергија ќе се тркала понатаму, но побавно, бидејќи моментот на враќање е поголем од оној на потпетици. Претходно акумулираната кинетичка енергија се отплаќа со вишокот на работа на моментот на враќање. Штом големината на оваа работа е доволна за целосно да се изгасне кинетичката енергија, аголната брзина ќе стане еднаква на нула и бродот ќе престане да се потпира.

   Најголемиот агол на наклон што го добива бродот од динамичниот момент се нарекува динамички агол на петицата. θ dyn. За разлика од него, аголот на петицата со кој бродот ќе плови под дејство на истиот момент (според условот m cr = m θ), се нарекува статички агол на брегот θ ул.

   Повикувајќи се на дијаграмот за статичка стабилност, работата се изразува како површина под кривата на моментот на враќање м во. Според тоа, динамичниот агол на банката θ dynможе да се утврди од еднаквоста на областите ОАБИ BCDшто одговара на вишокот на работа на моментот на враќање. Аналитички, истата работа се пресметува како:

   ,

   на интервалот од 0 до θ dyn.

   Постигнување на динамичен агол на брегот θ dyn, бродот не доаѓа во рамнотежа, но под влијание на вишок момент на враќање, тој почнува брзо да се исправа. Во отсуство на отпорност на вода, бродот ќе влезе во непридушени осцилации околу положбата на рамнотежа при потпетици θ st / ед. Физичка енциклопедија

Сад, способност на садот да се спротивстави на надворешните сили кои предизвикуваат да се потпети или да се скрати и да се врати во првобитната рамнотежна положба по завршувањето на нивното дејство; еден од најважните морски способности на бродот. О. при потпетици ... ... Голема советска енциклопедија

Квалитетот на бродот е да биде во рамнотежа во права положба и, изваден од него со дејство на некаква сила, повторно да се врати кај него по завршувањето на неговото дејство. Овој квалитет е еден од најважните за безбедноста на навигацијата; имаше многу…… Енциклопедиски речник Ф.А. Брокхаус и И.А. Ефрон

G. Способност на садот да плови исправено и да се исправа по навалувањето. Објаснувачки речник на Ефрем. Т. Ф. Ефремова. 2000... Современ објаснувачки речник на рускиот јазик Ефремова

Стабилност, стабилност, стабилност, стабилност, стабилност, стабилност, стабилност, стабилност, стабилност, стабилност, стабилност, стабилност, стабилност (