Составители:
Рубрика:
- трудность точного измерения углов крена; из-за малой точности, штатные судо-
вые кренометры для этой цели непригодны, поэтому обычно пользуются не-
сколькими длинными (3 – 5 м) отвесами (отношение отклонения отвеса при кре-
не к длине нити есть tgθ), которые весьма трудно успокоить; применение
специальных приборов – инклинографов – несколько снижает остроту этой про-
блемы; однако, для получения результатов измерения по инклинографам необ-
ходимо обеспечить колебания судна на обоих бортах, что потребует дополни-
тельных действий;
- наибольшие сложности возникают при определении фактического водоизмеще-
ния судна, когда надо тщательно учитывать все имеющиеся на борту грузы; для
повышения точности и уменьшения количества перемещаемого крен-балласта
удаляют с судна нештатные грузы, жидкие судовые запасы (топливо,вода, масло
и пр. ), списывают экипаж и пр., доводя водоизмещение до состояния, близкого к
водоизмещению порожнем.
Таким образом, кренование является трудоемким и дорогостоящим экспериментом,
который, во многих случаях, требует проведения его в заводских условиях с выво-
дом судна из эксплуатации.
Для оперативной оценки фактической остойчивости судна непосредственно судо-
водителями в море более пригоден другой метод – метод оценки метацентриче-
ской высоты h по периоду бортовой качки судна.
Рассмотрим вопрос о том, как характер бортовой качки судна связан с его остойчи-
востью.
В начале 20 века известный русский ученый и инженер Н.Е. Жуковский (его назы-
вают “отцом русской авиации”), разобравшись в вопросах теории судна, очень емко
и образно выразил мысль о том, что метацентрическая высота представляет собой
своеобразный “рычаг”, с помощью которого море раскачивает судно. Если “рычаг”
длинный (остойчивость большая), то морю легко раскачать судно – качка будет рез-
кой. Если у судна малая остойчивость (“рычаг” короткий), то трудно раскачать судно
– качка будет плавной. Характер качки (резкая или плавная) количественно опреде-
ляется ее периодом – временем одного полного колебания, когда судно, накрененное
на какой-либо борт, переваливается на другой борт и возвращается в начальное по-
ложение. При резкой качке период малый, при плавной – большой.
Таким образом, начальная остойчивость судна связана с периодом бортовой
качки обратной зависимостью: чем больше остойчивость, тем меньше период
качки, и наоборот.
Судно должно обладать не менее важным, чем остойчивость, качеством – мореход-
ностью на волнении, т.е. возможностью нормально эксплуатироваться на взволно-
ванном море. Считается, что мореходность судна тем выше, чем плавнее у него качка
и меньше ее амплитуда (максимальный угол крена при качке). Бывает, что трудно
спроектировать суда с хорошими мореходными качествами. Тогда предусматривают
сложные, дорогостоящие и не всегда достаточно эффективные успокоители качки.
56
4.1.7. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЧАЛЬНОЙ ОСТОЙЧИВОСТИ
В разделе 4.1. установлено, что метацентрическая высота равна h = r + z
c – zg
или h = zm - zg, где параметры r, zc или zm определяет проектант судна, а zg рас-
считывает судоводитель так, как это изложено в разделе 3.3.. Недостаток расчетного
определения остойчивости состоит в том, что нельзя дать твердых гарантий в том,
что z
g рассчитано судоводителем верно. Сомнение вызывает не столько возмож-
ность арифметической ошибки при вычислениях, сколько возможность появления
ошибки при определении весовой нагрузки судна. Эта ошибка, скорее всего, может
быть заложена в водоизмещение судна порожнем D
о, которое ранее определил про-
ектант. В процессе многолетней эксплуатации судна неоднократно может происхо-
дить замена какого-либо оборудования, модернизация и прочее, при которых зачас-
тую не ведется должный учет и фиксация изменения весовой нагрузки. Поэтому в
расчет z
g включается не фактическая (на момент расчета) весовая нагрузка, а на-
грузка, взятая из “Информации об остойчивости” (на момент проектирования судна).
Поэтому расчетная остойчивость – это предполагаемая остойчивость, вполне воз-
можно, не соответствующая действительной.
Если сопоставить экспериментально полученную фактическую остойчивость с
расчетной, то могут быть обнаружены значительные расхождения в их значениях.
Это побудит к поиску той систематической ошибки, которая закладывается в расчет,
и последующей корректировке расчета.
В этом состоит основная задача экспериментального определения метацентриче-
ской высоты h .
В настоящее время используются два экспериментальных метода определения h.
Опыт кренования (или, просто, кренование). В его основе лежит решение задачи о
горизонтальном поперечном перемещении груза, изложенное ранее в разделе 4.1.2.
Полученную формулу (15) можно преобразовать следующим образом:
p*ℓ
y
h = --------- (21)
D*tgθ
В соостветствии с этой формулой производится кренование. Технология и поря-
док проведения эксперимента детально описаны во многих учебниках и пособиях.
Суть этого опыта состоит в том, что по бортам судна установливаются на измерен-
ном расстоянии ℓ
y ящики с тщательно взвешенным крен-балластом р, который пе-
реносится с борта на борт (чаще всего вручную). При этом измеряется угол крена θ
и тщательным учетом нагрузки определяется фактическое водоизмещение D cудна.
После подстановки этих значений в формулу (21) находят искомое h. Следует заме-
тить, что кренование может давать весьма точные значения h при правильном прове-
дении опыта.
Этот метод имеет ряд недостатков, основными из которых являются следующие:
- трудность точного измерения углов крена; из-за малой точности, штатные судо-
4.1.7. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЧАЛЬНОЙ ОСТОЙЧИВОСТИ
вые кренометры для этой цели непригодны, поэтому обычно пользуются не-
сколькими длинными (3 – 5 м) отвесами (отношение отклонения отвеса при кре-
не к длине нити есть tgθ), которые весьма трудно успокоить; применение В разделе 4.1. установлено, что метацентрическая высота равна h = r + zc – zg
специальных приборов – инклинографов – несколько снижает остроту этой про- или h = zm - zg, где параметры r, zc или zm определяет проектант судна, а zg рас-
блемы; однако, для получения результатов измерения по инклинографам необ- считывает судоводитель так, как это изложено в разделе 3.3.. Недостаток расчетного
ходимо обеспечить колебания судна на обоих бортах, что потребует дополни- определения остойчивости состоит в том, что нельзя дать твердых гарантий в том,
тельных действий; что zg рассчитано судоводителем верно. Сомнение вызывает не столько возмож-
- наибольшие сложности возникают при определении фактического водоизмеще- ность арифметической ошибки при вычислениях, сколько возможность появления
ния судна, когда надо тщательно учитывать все имеющиеся на борту грузы; для ошибки при определении весовой нагрузки судна. Эта ошибка, скорее всего, может
повышения точности и уменьшения количества перемещаемого крен-балласта быть заложена в водоизмещение судна порожнем Dо, которое ранее определил про-
удаляют с судна нештатные грузы, жидкие судовые запасы (топливо,вода, масло ектант. В процессе многолетней эксплуатации судна неоднократно может происхо-
и пр. ), списывают экипаж и пр., доводя водоизмещение до состояния, близкого к дить замена какого-либо оборудования, модернизация и прочее, при которых зачас-
водоизмещению порожнем. тую не ведется должный учет и фиксация изменения весовой нагрузки. Поэтому в
Таким образом, кренование является трудоемким и дорогостоящим экспериментом, расчет zg включается не фактическая (на момент расчета) весовая нагрузка, а на-
который, во многих случаях, требует проведения его в заводских условиях с выво- грузка, взятая из “Информации об остойчивости” (на момент проектирования судна).
дом судна из эксплуатации. Поэтому расчетная остойчивость – это предполагаемая остойчивость, вполне воз-
Для оперативной оценки фактической остойчивости судна непосредственно судо- можно, не соответствующая действительной.
водителями в море более пригоден другой метод – метод оценки метацентриче- Если сопоставить экспериментально полученную фактическую остойчивость с
ской высоты h по периоду бортовой качки судна. расчетной, то могут быть обнаружены значительные расхождения в их значениях.
Рассмотрим вопрос о том, как характер бортовой качки судна связан с его остойчи- Это побудит к поиску той систематической ошибки, которая закладывается в расчет,
востью. и последующей корректировке расчета.
В начале 20 века известный русский ученый и инженер Н.Е. Жуковский (его назы- В этом состоит основная задача экспериментального определения метацентриче-
вают “отцом русской авиации”), разобравшись в вопросах теории судна, очень емко ской высоты h .
и образно выразил мысль о том, что метацентрическая высота представляет собой В настоящее время используются два экспериментальных метода определения h.
своеобразный “рычаг”, с помощью которого море раскачивает судно. Если “рычаг” Опыт кренования (или, просто, кренование). В его основе лежит решение задачи о
длинный (остойчивость большая), то морю легко раскачать судно – качка будет рез- горизонтальном поперечном перемещении груза, изложенное ранее в разделе 4.1.2.
кой. Если у судна малая остойчивость (“рычаг” короткий), то трудно раскачать судно Полученную формулу (15) можно преобразовать следующим образом:
– качка будет плавной. Характер качки (резкая или плавная) количественно опреде- p*ℓy
ляется ее периодом – временем одного полного колебания, когда судно, накрененное h = --------- (21)
на какой-либо борт, переваливается на другой борт и возвращается в начальное по- D*tgθ
ложение. При резкой качке период малый, при плавной – большой.
Таким образом, начальная остойчивость судна связана с периодом бортовой В соостветствии с этой формулой производится кренование. Технология и поря-
качки обратной зависимостью: чем больше остойчивость, тем меньше период док проведения эксперимента детально описаны во многих учебниках и пособиях.
качки, и наоборот. Суть этого опыта состоит в том, что по бортам судна установливаются на измерен-
Судно должно обладать не менее важным, чем остойчивость, качеством – мореход- ном расстоянии ℓy ящики с тщательно взвешенным крен-балластом р, который пе-
ностью на волнении, т.е. возможностью нормально эксплуатироваться на взволно- реносится с борта на борт (чаще всего вручную). При этом измеряется угол крена θ
ванном море. Считается, что мореходность судна тем выше, чем плавнее у него качка и тщательным учетом нагрузки определяется фактическое водоизмещение D cудна.
и меньше ее амплитуда (максимальный угол крена при качке). Бывает, что трудно После подстановки этих значений в формулу (21) находят искомое h. Следует заме-
спроектировать суда с хорошими мореходными качествами. Тогда предусматривают тить, что кренование может давать весьма точные значения h при правильном прове-
сложные, дорогостоящие и не всегда достаточно эффективные успокоители качки. дении опыта.
Этот метод имеет ряд недостатков, основными из которых являются следующие:
56
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- …
- следующая ›
- последняя »
