Судоводителям о плавучести и остойчивости судна. Байгунусов В.Б. - 15 стр.

UptoLike

Составители: 

М
кр(д) = р*Sп*(zцп - d),
где рудельное давление ветра, берется из таблиц вПравилахРегистра;
79
4.3. НОРМИРОВАНИЕ ОСТОЙЧИВОСТИ
Для обеспечения безопасной эксплуатации судно должно обладать достаточной ос-
тойчивостью, т.е. должны существовать какие-то нормы на остойчивость. Эти нормы
установлены организацией, называемой Регистром Судоходства, и опубликованы в
Правилах классификации и постройки морских судов”, часть IV ”Остойчивость”.
Конспективно изложим и разъясним эти нормы.
Свои требования или критерии остойчивости Регистр устанавливает на основе опы-
та эксплуатации ранее построенных судов и анализа возможных опасных ситуаций,
возникающих при плавании судов в море, и делит их на две группыобщие требо-
вания, касающиеся всех судов поднадзорных Регистру, и дополнительные, касаю-
щиеся отдельных типов судов и учитывающие их специфические особенности.
Регистр устанавливает, что, если судно не удовлетворяет хотя бы одному из пере-
численных им критериев остойчивости, то такое судно считается не остойчивым и к
эксплуатации не допускается.
Ограничимся рассмотрением общих критериев остойчивости.
Первым и важнейшим критерием остойчивости является критерий погоды, в кото-
ром учтены погодные факторышквальный ветер и волнение, вызывающее борто-
вую качку. Критерий погоды кратко записывается следующим образом:
М
опр
К = ------- 1,00
М
кр(д)
или
М
кр(д) Мопр,
где Мопр - минимальный опрокидывающий момент, определяемый с учетом качки.
М
кр(д) – кренящий момент от давления шквального ветра.
Основной смысл критерия погоды состоит в том, что максимальный кренящий мо-
мент, вызванный шквальным ветром, сила которого соответствует назначенному
району плавания судна, не должен превышать предельной возможности судна сопро-
тивляться динамическим наклонениям, выраженной в виде минимального опрокиды-
вающего момента.
Минимальный опрокидывающий момент можно определить с помощью ДСО так,
как это описано выше в разделе 4.2.5., где на рис. 4.2.5.3. определялся максимальный
динамический крен от совместного действия ветра и волнения.
На рис. 4.3.1. показан пример определения М
опр с помощью ДСО. При этом, ДСО
должна быть построена для наихудшего (с точки зрения остойчивости) случая за-
грузки судна. Какой случай загрузки является наихудшим, определяетсяПравила-
миРегистра. Судно должно быть расположено лагом к волне с навалом на ветер и
иметь амплитуду качки θ
m, рассчитанную поПравиламРегистра.
Процедура вычисления М
опр состоит в следующем.
78
При нахождении судна на подошве волны (см.рис.4.2.6.1. б) наблюдается обратная
картинаволновая ватерлиния будет шире в оконечностях, чем на тихой воде, и
практически неизменной в средней части судна. Таким образом, изменение попереч-
ных размеров ватерлинии объясняется только одним факторомразвалом бортов.
В разделе 4.1.1. было показано, что начальная остойчивость судна (точнее мета-
центрический радиус r) прямо зависит от момента инерции I
x площади ватерлинии
при неизменном подводном объеме. Поскольку водоизмещение судна на тихой воде
и на волнении одинаково, то подводный объем не изменяется. Момент инерции зави-
сит в кубе от поперечных размеров ватерлинии - даже небольшое сужение волновой
ватерлинии приводит к резкому уменьшению остойчивости.
Таким образом, нахождение судна на вершине волны сопровождается уменьше-
нием остойчивости, на подошве волныее увеличением.
Когда судно идет навстречу (вразрез) волне, с остойчивостью происходит то же
самое, что и на попутном волнении, но при этом происходит чередование положе-
ний судна на вершине и подошве волны. Чем больше суммарная скорость судна и
бега встречной волны, тем быстрее происходит это чередование. В соответствии с
этим, изменение остойчивости на волнении носит пульсирующий характер (см.
рис.4.2.6.2.).
h, м на подошве волны
на тихой воде
t,
сек
на вершине волны
Рис. 4.2.6.2. Изменение остойчивости на встречном волнении
За то короткое время, пока судно находится в условиях пониженной остойчивости,
ничего опасного произойти просто не успеет, так как через секунды судно окажется в
условиях повышенной остойчивости. Совсем другая картина имеет место при попут-
ном волнении, особенно при близких скоростях судна и волны, когда судно может
hтв
                                                                                       ми” Регистра. Судно должно быть расположено лагом к волне с навалом на ветер и
                             Мкр(д) = р*Sп*(zцп - d),                                  иметь амплитуду качки θm, рассчитанную по “Правилам” Регистра.
                                                                                        Процедура вычисления Мопр состоит в следующем.
где р – удельное давление ветра, берется из таблиц в “Правилах” Регистра;

                                                                                 79
                       4.3. НОРМИРОВАНИЕ ОСТОЙЧИВОСТИ
                                                                                       78
Для обеспечения безопасной эксплуатации судно должно обладать достаточной ос-
тойчивостью, т.е. должны существовать какие-то нормы на остойчивость. Эти нормы        При нахождении судна на подошве волны (см.рис.4.2.6.1. б) наблюдается обратная
установлены организацией, называемой Регистром Судоходства, и опубликованы в           картина – волновая ватерлиния будет шире в оконечностях, чем на тихой воде, и
“Правилах классификации и постройки морских судов”, часть IV ”Остойчивость”.           практически неизменной в средней части судна. Таким образом, изменение попереч-
  Конспективно изложим и разъясним эти нормы.                                          ных размеров ватерлинии объясняется только одним фактором – развалом бортов.
 Свои требования или критерии остойчивости Регистр устанавливает на основе опы-          В разделе 4.1.1. было показано, что начальная остойчивость судна (точнее мета-
та эксплуатации ранее построенных судов и анализа возможных опасных ситуаций,          центрический радиус r) прямо зависит от момента инерции Ix площади ватерлинии
возникающих при плавании судов в море, и делит их на две группы – общие требо-         при неизменном подводном объеме. Поскольку водоизмещение судна на тихой воде
вания, касающиеся всех судов поднадзорных Регистру, и дополнительные, касаю-           и на волнении одинаково, то подводный объем не изменяется. Момент инерции зави-
щиеся отдельных типов судов и учитывающие их специфические особенности.                сит в кубе от поперечных размеров ватерлинии - даже небольшое сужение волновой
  Регистр устанавливает, что, если судно не удовлетворяет хотя бы одному из пере-      ватерлинии приводит к резкому уменьшению остойчивости.
численных им критериев остойчивости, то такое судно считается не остойчивым и к          Таким образом, нахождение судна на вершине волны сопровождается уменьше-
эксплуатации не допускается.                                                           нием остойчивости, на подошве волны – ее увеличением.
 Ограничимся рассмотрением общих критериев остойчивости.                                Когда судно идет навстречу (вразрез) волне, с остойчивостью происходит то же
 Первым и важнейшим критерием остойчивости является критерий погоды, в кото-           самое, что и на попутном волнении, но при этом происходит чередование положе-
ром учтены погодные факторы – шквальный ветер и волнение, вызывающее борто-            ний судна на вершине и подошве волны. Чем больше суммарная скорость судна и
вую качку. Критерий погоды кратко записывается следующим образом:                      бега встречной волны, тем быстрее происходит это чередование. В соответствии с
                                    Мопр                                               этим, изменение остойчивости на волнении носит пульсирующий характер (см.
                                                                                       рис.4.2.6.2.).
                                 К = ------- ≥ 1,00
                                    Мкр(д)
                                                                                               h, м                                   на подошве волны
или
                                 Мкр(д) ≤ Мопр,
где Мопр - минимальный опрокидывающий момент, определяемый с учетом качки.
    Мкр(д) – кренящий момент от давления шквального ветра.
 Основной смысл критерия погоды состоит в том, что максимальный кренящий мо-                                                           на тихой воде
мент, вызванный шквальным ветром, сила которого соответствует назначенному
                                                                                             hтв
району плавания судна, не должен превышать предельной возможности судна сопро-                                                              t, сек
тивляться динамическим наклонениям, выраженной в виде минимального опрокиды-
вающего момента.                                                                                                                       на вершине волны
  Минимальный опрокидывающий момент можно определить с помощью ДСО так,
как это описано выше в разделе 4.2.5., где на рис. 4.2.5.3. определялся максимальный               Рис. 4.2.6.2. Изменение остойчивости на встречном волнении
динамический крен от совместного действия ветра и волнения.                             За то короткое время, пока судно находится в условиях пониженной остойчивости,
  На рис. 4.3.1. показан пример определения Мопр с помощью ДСО. При этом, ДСО          ничего опасного произойти просто не успеет, так как через секунды судно окажется в
должна быть построена для наихудшего (с точки зрения остойчивости) случая за-          условиях повышенной остойчивости. Совсем другая картина имеет место при попут-
грузки судна. Какой случай загрузки является наихудшим, определяется “Правила-         ном волнении, особенно при близких скоростях судна и волны, когда судно может