Составители:
Рубрика:
Рис. 4.2.4.3. Крен судна от комбинированного порывистого ветра
73
Учитывая приближенный характер задачи, возвышение центра давления можно ус-
ловно принять равным половине осадки судна d/2.
Результирующая ветрового давления Р и сопротивление воды R образуют пару
сил, создающую статический кренящий момент М
кр(ст). Из геометрии рис.4.2.4.1а
находим
М
кр(ст) = р*Sп* (zцп – d/2) (24)
Рис. 4.2.4.2. Определение углов крена от действия статического и динамического
ветра
Найдя по справочным таблицам р и рассчитав по боковому виду судна S
п и zцп,
определяем численное значение Мкр(ст), отложив которое на ДСО (см. рис.4.2.4.2.а),
находим искомый угол крена θ
ст от действия статического ветра.
Поведение судна при действии динамического ветра (шквала) будет иным
(см.рис.4.2.4.1.б). Получив резкий кренящий импульс, судно, обладающее огромной
инерцией покоя, не успевает получить боковой дрейф. Равнодействующая внутрен-
них сил инерции Q
ин приложена в ЦТ судна с возвышением zg и направлена в сто-
рону, противоположную действию внешней силы Р. Таким образом, силы Р и Q
ин
создают динамическую пару сил, образующую Мкр(д). Учитывая приближенный ха-
рактер рассматриваемой задачи, со сравнительно небольшой ошибкой можно допус-
тить, что ЦТ судна находится на уровне ватерлинии, т.е. z
g ≈ d. Тогда, из геометрии
рис.4.2.4.1.б следует, что
М
кр(д) = р*Sп*(zцп - d) (25)
Отложив на ДСО рассчитанный М
кр(д) (см.рис.4.2.4.2.б) и выполнив построения, опи-
санные в разделе 4.2.3., находим искомый динамический угол крена θ
(д) от шкваль-
ного ветра.
Сравнивая формулы (24) и (25), убеждаемся, что М
кр(ст) по величине больше, чем
М
кр(д). Тогда, по логике, во всех расчетах необходимо принимать во внимание боль-
ший по величине момент, чтобы обеспечить большую безопасность. Однако послед-
ствия для судна (в виде угла крена) от действия меньшего по величине М
кр(д) будут
опаснее (сравните углы крена на рис.4.2.4.2. а и б). Поэтому во всех расчетах всегда
считают, что на судно действует только динамический (шквальный) ветер.
72
4.2.4. КРЕН СУДНА ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВЕТРА
Используя теоретические положения, изложенные выше, оценим, как отражают-
ся ветер и волнение на безопасности эксплуатации судна с позиций остойчивости.
Наиболее опасным для судна является действие бокового ветра, оказывающего
давление на площадь боковой парусности. Площадь боковой парусности S
п - это про-
екция на ДП надводной части судна.
а) б)
Мв Мв
Удельное давление ветра р (кг/м²) зависит от квадрата его скорости. Учитывая не-
устойчивость ветра, значение р может колебаться в широких пределах, что делает
эту задачу весьма приближенной.
р (кг/м²) р (кг/м²)
М
кр(ст)
θ(д)
Мкр(д)
θ θ
θст
б
)
а)
Статический ветер
Динамический ветер
Мкр(д)
ц
п
Р =р*Sп
Р =р*Sп
цп
zцп
Мкр(ст)
Sп
Sп
G
Qин
ветра
Найдя по справочным таблицам р и рассчитав по боковому виду судна Sп и zцп,
определяем численное значение Мкр(ст), отложив которое на ДСО (см. рис.4.2.4.2.а),
находим искомый угол крена θст от действия статического ветра.
Поведение судна при действии динамического ветра (шквала) будет иным
(см.рис.4.2.4.1.б). Получив резкий кренящий импульс, судно, обладающее огромной
инерцией покоя, не успевает получить боковой дрейф. Равнодействующая внутрен-
них сил инерции Qин приложена в ЦТ судна с возвышением zg и направлена в сто-
рону, противоположную действию внешней силы Р. Таким образом, силы Р и Qин
создают динамическую пару сил, образующую Мкр(д). Учитывая приближенный ха-
рактер рассматриваемой задачи, со сравнительно небольшой ошибкой можно допус-
тить, что ЦТ судна находится на уровне ватерлинии, т.е. zg ≈ d. Тогда, из геометрии
рис.4.2.4.1.б следует, что
Мкр(д) = р*Sп*(zцп - d) (25)
Рис. 4.2.4.3. Крен судна от комбинированного порывистого ветра
Отложив на ДСО рассчитанный Мкр(д) (см.рис.4.2.4.2.б) и выполнив построения, опи-
санные в разделе 4.2.3., находим искомый динамический угол крена θ(д) от шкваль-
ного ветра.
Сравнивая формулы (24) и (25), убеждаемся, что Мкр(ст) по величине больше, чем
Мкр(д). Тогда, по логике, во всех расчетах необходимо принимать во внимание боль-
ший по величине момент, чтобы обеспечить большую безопасность. Однако послед-
ствия для судна (в виде угла крена) от действия меньшего по величине Мкр(д) будут
опаснее (сравните углы крена на рис.4.2.4.2. а и б). Поэтому во всех расчетах всегда
73 считают, что на судно действует только динамический (шквальный) ветер.
Учитывая приближенный характер задачи, возвышение центра давления можно ус-
ловно принять равным половине осадки судна d/2. 72
Результирующая ветрового давления Р и сопротивление воды R образуют пару 4.2.4. КРЕН СУДНА ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВЕТРА
сил, создающую статический кренящий момент Мкр(ст). Из геометрии рис.4.2.4.1а
находим Используя теоретические положения, изложенные выше, оценим, как отражают-
Мкр(ст) = р*Sп* (zцп – d/2) (24) ся ветер и волнение на безопасности эксплуатации судна с позиций остойчивости.
Наиболее опасным для судна является действие бокового ветра, оказывающего
Мв а) Мв б) давление на площадь боковой парусности. Площадь боковой парусности Sп - это про-
екция на ДП надводной части судна.
Удельное давление ветра р (кг/м²) зависит от квадрата его скорости. Учитывая не-
устойчивость ветра, значение р может колебаться в широких пределах, что делает
эту задачу весьма приближенной.
Мкр(ст) Мкр(д) а) Статический ветер б) Динамический ветер
р (кг/м²) Мкр(ст) р (кг/м²) Мкр(д)
θст θ θ(д) θ
Рис. 4.2.4.2. Определение углов крена от действия статического и динамического цп цп
Р =р*Sп Р =р*Sп
Sп Sп
Qин G
zцп
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- …
- следующая ›
- последняя »
