Судоводителям о плавучести и остойчивости судна. Байгунусов В.Б. - 23 стр.

 Рис. 4.2.1.5. Диаграмма статической остойчивости у судна, имеющего отрицатель-      Сопоставляя рис. 4.2.1.4. а и б, убеждаемся, что наличие вогнутости восходящего
                           ную начальную остойчивость.                              участка ДСО свидетельствует о пониженной начальной остойчивости.
66                                                                                   Таким образом, по форме кривой ДСО можно судить о том, какова начальная
                                                                                    остойчивость судна – если кривая выпуклая (нет точки перегиба), то начальная
   Начальная остойчивость охватывает диапазон углов крена от 0º до 10º, ДСО – от
0º до угла заката. Следовательно, начальная остойчивость является частным случаем                                                                                   23
остойчивости на больших углах и должна каким-то образом проявить себя в ДСО.
                                                                                     “Вырежем” вошедший в воду объем (см. рис.3.4.1.1.в) и определим его. Если
                     а)                                 б)                          борта у судна прямостенные, то тогда вырезанное тело является цилиндром с одина-
 ℓ,(м)                              ℓ,(м)                                           ковыми площадями оснований S в виде ватерлиний и высотой Δd. Тогда, объем ци-
                                                                                    линдра равен v = S*Δd
                                                                                                                                  р
                                                Точка перегиба ДСО                  После подстановки v в p = γ*v, получим Δd =     , (м)                        (5)
                                                                                                                                 γ*S
                             h
                                                                                       Задача решена в предположении, что судно имеет прямостенные вертикальные
                                                                                    борта. У реальных судов прямостенность бортов имеет место, в основном, в средней
                α                                                α      h           части; в оконечностях же, как правило, имеется развал бортов (см. рис. 3.4.1.1 б).
                                     0º                                     0º      Учитывая, что при приеме малого груза, осадка изменяется мало, непрямостенно-
     0                                      0                                       стью бортов в оконечностях можно пренебречь, при этом погрешность решения
          1 радиан =57,3º                          1 радиан =57,3º                  будет незначительной.
                                                                                       При приеме больших грузов эта погрешность значительно возрастает. Если учиты-
Рис. 4.2.1.4. Схема, показвающая влияние формы ДСО на начальную остойчивость        вать непрямостенность бортов, то площади оснований вырезанного тела будут раз-
                                                                                    ными, и это тело будет представлять собой усеченный конус неправильной формы,
  На рис. 4.2.1.4 а и б показаны две ДСО, имеющие одинаковые основные параметры     вычисление объема которого встретит значительные трудности, и задачу нужно ре-
Mв(max), θmax, θзак, но отличающиеся формой восходящего участка ДСО. На             шать другим путем.
рис.4.2.1.4.а восходящий участок выпуклый и не имеет точки перегиба (точки изме-      Таким образом, для решения задачи по формуле (5) для малого груза необходимо
нения кривизны), а на рис.4.2.1.4.б – вогнутый и имеет точку перегиба. Проведем     знать площадь ватерлинии S, величина которой зависит от формы корпуса и осадки
касательную из начала координат к кривой ДСО. На том участке, где касательная       судна и вычислить которую можно только с помощью теоретического чертежа, т.е.
практически сливается с кривой ДСО (это примерно соответствует 10º), действуют      проектант должен рассчитать и предоставить судоводителям зависимость S от d.
основные положения начальной остойчивости. Далее разрыв между касательной и         Однако, проектант обычно приводит в “Информации об остойчивости” другой пара-
кривой ДСО быстро возрастает и начинают действовать законы остойчивости на          метр: q = 0,01 γ*S (т/м) – количество принятых (снятых) тонн груза, изменяющих
больших углах крена. Очевидно, что интенсивность нарастания остойчивости в на-      осадку на 1 см. Тогда формула (5) упрощается, и решением поставленной задачи
чальный период наклонения (до 10º) заметно выше у выпуклого восходящего участка     является
ДСО (рис.4.2.1.4.а). Изменение интенсивности, описанной в виде какой-либо кри-                                          p
вой, выражается тангенсом угла наклона касательной к этой кривой. Значит, об из-                                 Δd =    ,м                                       (6)
менении начальной остойчивости можно судить по величине угла α наклона каса-                                            q
тельной. На этом основании, можно установить (доказательство опускаем), что с         Следует заметить, поскольку площадь ватерлинии S зависит от осадки, то и про-
помощью ДСО можно графически определить метацентрическую высоту h следую-           порциональное S значение q также будет зависеть от осадки d, т.е. q – величина не
щим образом. Следует провести из начала координат касательную к кривой ДСО,         постоянная, и это надо учитывать при ее выборе, т.е.снимать с графика.
построенной в масштабе плеч, затем отложить на оси углов крена один радиан, рав-       Определим положение ЦТ груза (точки g), при котором обеспечивается посадка
ный 57,3º, и из этого угла восставить перпендикуляр Тогда, отрезок от точки пере-   судна без крена и дифферента. Ранее было установлено, что силы поддержания судна
сечения перпендикуляра с касательной до оси углов будет равен метацентрической      приложены в центре величины (точке С), который является геометрическим центром
высоте h.                                                                           подводного объема. Очевидно, что и в вошедшем в воду объеме дополнительные
                                                                                    силы поддержания γv (см. рис. 3.4.1.1.в) также приложены в геометрическом центре