Судоводителям о плавучести и остойчивости судна. Байгунусов В.Б. - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КамчатГТУ | Петропавловск-Камчатский

Составители: 

Рубрика: 

находиться продолжительное время на вершине волны. Значит, степень опасности
эксплуатации судна на волнении определяется, в основном, временем нахождения
судна на вершине волны. Отсюда вытекает известная судоводителям рекомендация о
том, что штормовать нужно, двигаясь вразрез волне.
Аварийная статистика показывает, что наибольший процент гибели судов на по-
путном волнении относится к малым судам, длина которых несоизмеримо меньше
длины волны и у которых практически отсутствует искривление волновой ватерли-
нии. Здесь происходит другое явление (мало связанное с остойчивостью) – “захват”
судна волной с последующей потерей управляемости. Подробные и полные сведения
об этом можно получить в работе [1].
77
4.2.6. ОСТОЙЧИВОСТЬ СУДНА НА ВЕРШИНЕ И ПОДОШВЕ ВОЛНЫ
Рассмотрим случай, когда корпус судна ориентирован поперек волны. При этом,
могут возникнуть два варианта расположения судна на волне – на вершине и на по-
дошве волны (см. рис. 4.2.6.1.)
а)
Судно на вершине волны
ТВ – ватерлиния на тихой воде
ВВ – ватерлиния на вершине вол-
ны
б)
Судно на подошве волны
ТВ – ватерлиния на тихой воде
ПВ – ватерлиния на подошве волны
Рис.4.2.6.1. Ватерлинии судна на вершине (а) и подошве (б) волны
Судно может двигаться как в сторону бега волны (судно на попутном волнении),
так и навстречу (вразрез) волне. Наиболее опасным, с точки зрения остойчивости,
является движение судна на попутном волнении, при условии нахождения судна на
вершине волны, сопоставимости скорости судна и скорости бега волны, а также
сопоставимости длины судна и длины волны. При этих условиях происходит ис-
кривление действующей ватерлинии в соответствии с искривлением профиля волны.
Искривленную ватерлинию назовем волновой ватерлинией. На рис.4.2.6.1.а показа-
но, что площадь волновой ватерлинии в плане на вершине волны меньше, чем на
тихой воде. Уменьшение площади происходит за счет сужения ватерлинии. Это обу-
словлено тем, что форма поперечного сечения корпуса по длине судна изменяется – в
оконечностях имеется развал бортов, а в средней части обычно борта прямостенные,
т.е. опускание волновой ватерлинии в оконечностях из-за развала бортов приводит к
уменьшению ее поперечных размеров, в средней же части из-за прямостенности бор-
тов ширина ватерлинии практически не изменяется. Если бы судно имело форму
ящика или было прямостенным и в оконечностях (судно в форме утюга), то ни раз-
меры ни площадь волновой ватерлинии не изменились бы.
76
В результате этого, на правом борту подводный объем судна уменьшится на вели-
чину клиновидного объема, а на левом – увеличится. Следовательно, и силы поддер-
жания γv от клиновидных объемов на разных бортах будут иметь разные знаки. Они
создают возмущающий импульс в виде динамического восстанавливающего момен-
та.
Судно, навалившееся на ветер (крен на левый борт), будет восстанавливаться и пе-
реваливаться на правый борт под суммарным действием двух динамических момен-
тов - М
кр(д) и Мв(д). Судно, увалившееся под ветер (крен на правый борт), будет пе-
реваливаться на левый борт под действием разности этих моментов. Поэтому угол
крена у судна, навалившегося на ветер (рис.4.2.5.1.а), после переваливания на пра-
вый борт будет значительно больше, чем у судна увалившегося под ветер
(см.рис.4.2.5.1.б). Этот случай следует принимать во внимание в расчетах, как более
опасный.
Рис. 4.2.5.3. Определение угла крена с учетом волнения
тв вв тв
вв
вв вв
пв
тв
тв
тв
тв
вв
пв
пв
пв
пв
Мв
пв
пв
θвтр+влн
θвт
р
θ
m
Мкр(д)
θ
Мв(д)
находиться продолжительное время на вершине волны. Значит, степень опасности                  сопоставимости длины судна и длины волны. При этих условиях происходит ис-
эксплуатации судна на волнении определяется, в основном, временем нахождения                  кривление действующей ватерлинии в соответствии с искривлением профиля волны.
судна на вершине волны. Отсюда вытекает известная судоводителям рекомендация о                Искривленную ватерлинию назовем волновой ватерлинией. На рис.4.2.6.1.а показа-
том, что штормовать нужно, двигаясь вразрез волне.                                            но, что площадь волновой ватерлинии в плане на вершине волны меньше, чем на
  Аварийная статистика показывает, что наибольший процент гибели судов на по-                 тихой воде. Уменьшение площади происходит за счет сужения ватерлинии. Это обу-
путном волнении относится к малым судам, длина которых несоизмеримо меньше                    словлено тем, что форма поперечного сечения корпуса по длине судна изменяется – в
длины волны и у которых практически отсутствует искривление волновой ватерли-                 оконечностях имеется развал бортов, а в средней части обычно борта прямостенные,
нии. Здесь происходит другое явление (мало связанное с остойчивостью) – “захват”              т.е. опускание волновой ватерлинии в оконечностях из-за развала бортов приводит к
судна волной с последующей потерей управляемости. Подробные и полные сведения                 уменьшению ее поперечных размеров, в средней же части из-за прямостенности бор-
об этом можно получить в работе [1].                                                          тов ширина ватерлинии практически не изменяется. Если бы судно имело форму
                                                                              77              ящика или было прямостенным и в оконечностях (судно в форме утюга), то ни раз-
                                                                                              меры ни площадь волновой ватерлинии не изменились бы.
         4.2.6. ОСТОЙЧИВОСТЬ СУДНА НА ВЕРШИНЕ И ПОДОШВЕ ВОЛНЫ
                                                                                              76
 Рассмотрим случай, когда корпус судна ориентирован поперек волны. При этом,                   В результате этого, на правом борту подводный объем судна уменьшится на вели-
могут возникнуть два варианта расположения судна на волне – на вершине и на по-               чину клиновидного объема, а на левом – увеличится. Следовательно, и силы поддер-
дошве волны (см. рис. 4.2.6.1.)                                                               жания γv от клиновидных объемов на разных бортах будут иметь разные знаки. Они
                              а) Судно на вершине волны                                       создают возмущающий импульс в виде динамического восстанавливающего момен-
                                                                                              та.
                                           тв                       вв                   тв
                                                                                               Судно, навалившееся на ветер (крен на левый борт), будет восстанавливаться и пе-
                вв                                                                            реваливаться на правый борт под суммарным действием двух динамических момен-
                                                              вв                    вв        тов - Мкр(д) и Мв(д). Судно, увалившееся под ветер (крен на правый борт), будет пе-
                                                                                              реваливаться на левый борт под действием разности этих моментов. Поэтому угол
                                           тв            ТВ – ватерлиния на тихой воде        крена у судна, навалившегося на ветер (рис.4.2.5.1.а), после переваливания на пра-
                      вв                                 ВВ – ватерлиния на вершине вол-
                                                                                              вый борт будет значительно больше, чем у судна увалившегося под ветер
ны
                                                                                              (см.рис.4.2.5.1.б). Этот случай следует принимать во внимание в расчетах, как более
                                                                                              опасный.
                             б) Судно на подошве волны                                                                          Мв

                            тв             пв            пв                    пв
                                                                          тв
                                                                    пв



                                                   ТВ – ватерлиния на тихой воде                                 Мкр(д)
                                                    ПВ – ватерлиния на подошве волны
                     пвпв          тв
                                                                                                                                θвтр                      θ
                                                                                                                  Мв(д)
                                                                                                                                       θвтр+влн
        Рис.4.2.6.1. Ватерлинии судна на вершине (а) и подошве (б) волны
                                                                                                                           θm
 Судно может двигаться как в сторону бега волны (судно на попутном волнении),
так и навстречу (вразрез) волне. Наиболее опасным, с точки зрения остойчивости,                             Рис. 4.2.5.3. Определение угла крена с учетом волнения
является движение судна на попутном волнении, при условии нахождения судна на
вершине волны, сопоставимости скорости судна и скорости бега волны, а также

Страницы