Судоводителям о плавучести и остойчивости судна. Байгунусов В.Б. - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КамчатГТУ | Петропавловск-Камчатский

Составители: 

Рубрика: 

ния положения динамического равновесия надо сравнивать работы, совершае-
мые динамическим кренящим и восстанавливающим моментами.
Рис.4.2.3.2. Графическое пояснение процедуры определения динамического угла
крена.
Работа момента – это произведение момента на его угловое перемещение. Отсюда,
работа кренящего момента, т.е. работа, которую нужно совершить, чтобы динамиче-
ски наклонить судно на угол θ
д, равна Акр = Мкр* θд. Если построить график, пока-
зывающий зависимость М
кр от θд (см. рис. 4.2.3.2.а), то работа кренящего динамиче-
ского момента графически выражается площадью прямоугольника со сторонами М
кр
и θ
д. Зависимость восстанавливающего момента от угла крена Мв(θ) описывается
диаграммой статической остойчивости. Значит, работа восстанавливающего момен-
та, т.е. работа, которую совершает М
в, чтобы вернуть судно, наклоненное на угол θд
в начальное положение, равна Ав = Мв(θ)* θд и графически выражается площадью
части ДСО, отсеченной углом θ
д (см. рис. 4.2.3.2.б).
Динамическое равновесие достигается (судно приостанавливается) при Акр = Ав,
т.е. площади фигур, показанных на рис. 4.2.3.2.а и б, будут равны. Чтобы найти ди-
намический угол крена θ
д наложим друг на друга эти равные по площади фигуры.
После наложения на рис. 4.2.3.2.в возникла трапециевидная фигура с двойной штри-
ховкой, которая принадлежит одновременно и А
кр и Ав. Значит, из дальнейшего
рассмотрения ее можно исключить. Отсюда, динамический угол крена θ
д можно
практически определить с помощью ДСО следующим образом.
69
4.2.3. ДИНАМИЧЕСКАЯ ОСТОЙЧИВОСТЬ СУДНА
До настоящего раздела рассматривалась статическая остойчивость судна, когда
кренящий момент возрастал очень медленно, соответственно этому, и наклонение
судна было медленным. Однако в процессе эксплуатации судна могут сложиться та-
кие условия, когда кренящий момент прикладывается к судну динамически, рывком,
т.е. он возрастает от нуля до своего конечного значения за секунды. Это может про-
изойти в результате действия поперек судна шквального ветра, резкого смещения
груза, рывка буксирного каната, резкой перекладки руля и пр.. При динамическом
наклонении судно ведет себя иначе, чем при статическом. На рис.4.2.3.1.схематично
показан процесс динамического наклонения судна.
Рис. 4.2.3.1. Поведение судна при динамическом наклонении.
68
4.2.2. СПОСОБЫ ПОСТРОЕНИЯ ДИАГРАММЫ СТАТИЧЕСКОЙ ОСТОЙЧИВОСТИ
Выше было установлено, что для каждого водоизмещения необходимо строить от-
дельную ДСО – если изменится весовая нагрузка судна, значит изменится и ДСО.
Существуют два основных способа построения ДСО – с помощью пантокарен и с
помощью универсальной диаграммы статической остойчивости (УДСО). Ограни-
θд θд
θ θ θ
Мв(д)
Мв(д)
Мкр(д)
Мкр(д)
Мкр(д)
а) б) в)
θ(ст)
Акр Ав
1) резкое приложение Мкр(д),крен растет с возрастаю-
щим ускорением, судно получает инерцию вращения
1
3) достижение
динамического
равновесия при
Мкр(д)= Мв(д),
судно приоста-
навливается с
креном
θ(д)
4) Динамическое восста-
новление судна с возрас-
тающим ускорением
2) достижение статического равновесия
Мкр(ст)=
Мв(ст), судно по инерции кре-
нится дальше с убывающим ускорением
6) несколько
затухающих
качаний суд-
на вокруг
положения
статического
равновесия с
последую-
й
5) достижение статического равновесия при
М
в(ст) = Мкр(ст), судно по инерции восста-
навливается с убывающим ускорением
Мкр(д)
θ(д)
Мв(д)
Мв(д)
θ(ст)
Мкр(д)
Мв(д)
θ(ст)
Мкр(д)
θ(ст) 
ния положения динамического равновесия надо сравнивать работы, совершае-             изойти в результате действия поперек судна шквального ветра, резкого смещения
мые динамическим кренящим и восстанавливающим моментами.                             груза, рывка буксирного каната, резкой перекладки руля и пр.. При динамическом
                                                                                     наклонении судно ведет себя иначе, чем при статическом. На рис.4.2.3.1.схематично
Мкр(д)        а)         Мв(д)          б)     Мв(д)           в)                    показан процесс динамического наклонения судна.

           Акр                     Ав
                                                          1                                         Мкр(д)    1) резкое приложение Мкр(д),крен растет с возрастаю-
                                                                                                              щим ускорением, судно получает инерцию вращения
  Мкр(д)




                                                 Мкр(д)
                                                                                                                                Мкр(д)     2) достижение статического равновесия
                                                                                                                                           Мкр(ст)= Мв(ст), судно по инерции кре-
                                                                                                                    θ(ст)                  нится дальше с убывающим ускорением

                                                            θ(ст)                                                                                                        3) достижение
                        θ                         θ                           θ                                                                       θ(д)              динамического
             θд                       θд                                                                                                                                равновесия при
   Рис.4.2.3.2. Графическое пояснение процедуры определения динамического угла                                                                                          Мкр(д)= Мв(д),
                                       крена.                                             Мв(д)
                                                                                                                                                                        судно приоста-
   Работа момента – это произведение момента на его угловое перемещение. Отсюда,                             4) Динамическое восста-                                     навливается с
работа кренящего момента, т.е. работа, которую нужно совершить, чтобы динамиче-                              новление судна с возрас-                                     креном θ(д)
ски наклонить судно на угол θд, равна Акр = Мкр* θд. Если построить график, пока-                              тающим ускорением
зывающий зависимость Мкр от θд (см. рис. 4.2.3.2.а), то работа кренящего динамиче-
                                                                                                                 Мв(д)
ского момента графически выражается площадью прямоугольника со сторонами Мкр                                                             5) достижение статического равновесия при
и θд. Зависимость восстанавливающего момента от угла крена Мв(θ) описывается                                                             Мв(ст) = Мкр(ст), судно по инерции восста-
диаграммой статической остойчивости. Значит, работа восстанавливающего момен-                                                            навливается с убывающим ускорением
та, т.е. работа, которую совершает Мв, чтобы вернуть судно, наклоненное на угол θд                                θ(ст)
в начальное положение, равна Ав = Мв(θ)* θд и графически выражается площадью                                                                Мв(д)
части ДСО, отсеченной углом θд (см. рис. 4.2.3.2.б).                                                                                                         Мкр(д)   6) несколько
 Динамическое равновесие достигается (судно приостанавливается) при Акр = Ав,                                                                                         затухающих
т.е. площади фигур, показанных на рис. 4.2.3.2.а и б, будут равны. Чтобы найти ди-                                                                                    качаний суд-
намический угол крена θд наложим друг на друга эти равные по площади фигуры.                                                                 θ(ст)
                                                                                                                                                                      на вокруг
После наложения на рис. 4.2.3.2.в возникла трапециевидная фигура с двойной штри-                                                                                      положения
ховкой, которая принадлежит одновременно и Акр и Ав. Значит, из дальнейшего                                                                                           статического
рассмотрения ее можно исключить. Отсюда, динамический угол крена θд можно                                                                                             равновесия с
практически определить с помощью ДСО следующим образом.                                                                                                               последую-
                                                                                                                                                                         й
                                                                                69                Рис. 4.2.3.1. Поведение судна при динамическом наклонении.
                   4.2.3. ДИНАМИЧЕСКАЯ ОСТОЙЧИВОСТЬ СУДНА
                                                                                     68
      До настоящего раздела рассматривалась статическая остойчивость судна, когда    4.2.2. СПОСОБЫ ПОСТРОЕНИЯ ДИАГРАММЫ СТАТИЧЕСКОЙ ОСТОЙЧИВОСТИ
кренящий момент возрастал очень медленно, соответственно этому, и наклонение
судна было медленным. Однако в процессе эксплуатации судна могут сложиться та-       Выше было установлено, что для каждого водоизмещения необходимо строить от-
кие условия, когда кренящий момент прикладывается к судну динамически, рывком,       дельную ДСО – если изменится весовая нагрузка судна, значит изменится и ДСО.
т.е. он возрастает от нуля до своего конечного значения за секунды. Это может про-     Существуют два основных способа построения ДСО – с помощью пантокарен и с
                                                                                     помощью универсальной диаграммы статической остойчивости (УДСО). Ограни-

Страницы