Составители:
Рубрика:
моменты опять уравниваются по величине. Таким образом, вертикальное перемеще-
ние груза на судне, имеющем начальный крен, будет сопровождаться увеличением
крена. При вертикальном опускании груза процесс будет обратным. Изложенное по-
зволяет сделать вывод о том, что любое уменьшение остойчивости (не обязатель-
но вызванное только вертикальным перемещением снизу вверх) всегда сопровож-
дается увеличением начального крена. Это нужно учитывать, например, когда
судно имеет низко расположенное отверстие в борту выше ватерлинии. Тогда сни-
жение остойчивости может спровоцировать попадание воды во внутрь судна со все-
ми вытекающими последствиями. Следует иметь ввиду, что, чем больше начальный
крен у судна, тем заметнее приращение (увеличение или уменьшение) дополнитель-
ного крена.
Рассмотрим этап горизонтального поперечного перемещения груза (см. рис.
4.1.2.3.а).
Груз р перемещаем горизонтально с одного борта на другой в направлении, пока-
занном пунктирной стрелкой. Как было показано выше, ЦТ судна должен также пе-
реместиться горизонтально в ту же сторону из точки G
1 в точку G2. Метацентр m , в
силу неизменности подводного объема, остается на месте. Поэтому метацентриче-
ская высота h
1 до перемещения и h2 после перемещения будут равны, т.е. при гори-
зонтальном поперечном перемещении груза не происходит изменения начальной
остойчивости. Забегая вперед, заметим, что и при продольном горизонтальном
перемещении (ℓ
x) остойчивость также не будет меняться. По тем же причинам ос-
тойчивость не будет изменяться при любом направлении горизонтального пе-
ремещения груза.
а) б)
Рис. 4.1.2.3. Схема поперечного переноса груза и образование кренящего момента
42
Рассмотрим картину изменения посадки судна при горизонтальном поперечном
перемещении груза (см. рис. 4.1.2.3.а).
Показать (корректно с точки зрения теоретической механики), что груз переме-
щен с одного борта на другой, - это значит снять (уничтожить) груз на одном борту
путем приложения силы р, равной и противоположно направленной весу груза р
(см. схему на рис.4.1.2.3.а) и приложить вес груза р на другом борту. При этом воз-
никает пара сил, создающая кренящий момент и угол крена θ. В соответствии со
схемой на рис. 4.1.2.3.б,
М
кр = р*ℓу*Cosθ
Если судно стоит неподвижно после перемещения груза, то это означает, что кре-
нящему моменту М
кр противодействует равный по величине Мв, который, в соответ-
ствии с метацентрической формулой (9), равен
М
в = D*h*Sinθ
Приравнивая выражения для моментов, получим
p*ℓ
y
tgθ = ------- (15)
D*h
Переведя в градусы, получим
p*ℓ
y
θ° = 57,3*---------- (16)
D*h
Из формул (15) и (16) следует, что определить угол крена при горизонтальном попе-
речном перемещении груза можно только после предварительного расчета остойчи-
вости (h). Отсюда также следует, что угол крена и остойчивость связаны между со-
бой обратной зависимостью: чем больше остойчивость судна, тем меньше угол
крена, т.е. труднее накренить судно, что согласуется с данным ранее определением о
том , что остойчивость – это способность судна сопротивляться М
кр.
Все принципиальные положения, изложенные применительно к поперечному гори-
зонтальному переносу груза, полностью соответствуют и продольному горизон-
тальному переносу груза, с той лишь разницей, что у судна возникает дифферент,
угол которого определяется по формулам, подобным (15) и (16), где поперечная ме-
тацентрическая высота h заменена на продольную метацентрическую высоту H.
Обобщая изложенное в настоящем разделе можно утверждать, что остойчивость
изменяется только на этапе вертикального перемещения груза в зависимости
от направления перемещения, т.е. остойчивость зависит только от положения
груза по высоте. На этапах горизонтального перемещения груза (независимо от
направления) остойчивость не изменяется, а изменяется лишь посадка – у судна
появляется крен и дифферент
C
V
m
h1 h2
ℓ
y
p
p
p
Mкр
G2
G1
p
p
ℓ
y
Mкр
p
ℓ
y
=Cosθ
θ
моменты опять уравниваются по величине. Таким образом, вертикальное перемеще- 42
ние груза на судне, имеющем начальный крен, будет сопровождаться увеличением
крена. При вертикальном опускании груза процесс будет обратным. Изложенное по- Рассмотрим картину изменения посадки судна при горизонтальном поперечном
зволяет сделать вывод о том, что любое уменьшение остойчивости (не обязатель- перемещении груза (см. рис. 4.1.2.3.а).
но вызванное только вертикальным перемещением снизу вверх) всегда сопровож- Показать (корректно с точки зрения теоретической механики), что груз переме-
дается увеличением начального крена. Это нужно учитывать, например, когда щен с одного борта на другой, - это значит снять (уничтожить) груз на одном борту
судно имеет низко расположенное отверстие в борту выше ватерлинии. Тогда сни- путем приложения силы р, равной и противоположно направленной весу груза р
жение остойчивости может спровоцировать попадание воды во внутрь судна со все- (см. схему на рис.4.1.2.3.а) и приложить вес груза р на другом борту. При этом воз-
ми вытекающими последствиями. Следует иметь ввиду, что, чем больше начальный никает пара сил, создающая кренящий момент и угол крена θ. В соответствии со
крен у судна, тем заметнее приращение (увеличение или уменьшение) дополнитель- схемой на рис. 4.1.2.3.б,
ного крена. Мкр = р*ℓу*Cosθ
Рассмотрим этап горизонтального поперечного перемещения груза (см. рис. Если судно стоит неподвижно после перемещения груза, то это означает, что кре-
4.1.2.3.а). нящему моменту Мкр противодействует равный по величине Мв, который, в соответ-
Груз р перемещаем горизонтально с одного борта на другой в направлении, пока- ствии с метацентрической формулой (9), равен
занном пунктирной стрелкой. Как было показано выше, ЦТ судна должен также пе- Мв = D*h*Sinθ
реместиться горизонтально в ту же сторону из точки G1 в точку G2. Метацентр m , в Приравнивая выражения для моментов, получим
силу неизменности подводного объема, остается на месте. Поэтому метацентриче- p*ℓy
ская высота h1 до перемещения и h2 после перемещения будут равны, т.е. при гори- tgθ = ------- (15)
зонтальном поперечном перемещении груза не происходит изменения начальной D*h
остойчивости. Забегая вперед, заметим, что и при продольном горизонтальном Переведя в градусы, получим
перемещении (ℓx) остойчивость также не будет меняться. По тем же причинам ос- p*ℓy
тойчивость не будет изменяться при любом направлении горизонтального пе- θ° = 57,3*---------- (16)
ремещения груза. D*h
Из формул (15) и (16) следует, что определить угол крена при горизонтальном попе-
речном перемещении груза можно только после предварительного расчета остойчи-
Mкр
вости (h). Отсюда также следует, что угол крена и остойчивость связаны между со-
бой обратной зависимостью: чем больше остойчивость судна, тем меньше угол
а) m б) крена, т.е. труднее накренить судно, что согласуется с данным ранее определением о
p Mкр
том , что остойчивость – это способность судна сопротивляться Мкр.
p h1 h2
ℓy Все принципиальные положения, изложенные применительно к поперечному гори-
ℓy зонтальному переносу груза, полностью соответствуют и продольному горизон-
ℓy=Cosθ θ тальному переносу груза, с той лишь разницей, что у судна возникает дифферент,
p угол которого определяется по формулам, подобным (15) и (16), где поперечная ме-
p G1 G2 p тацентрическая высота h заменена на продольную метацентрическую высоту H.
p
Обобщая изложенное в настоящем разделе можно утверждать, что остойчивость
изменяется только на этапе вертикального перемещения груза в зависимости
C
V от направления перемещения, т.е. остойчивость зависит только от положения
груза по высоте. На этапах горизонтального перемещения груза (независимо от
направления) остойчивость не изменяется, а изменяется лишь посадка – у судна
появляется крен и дифферент
Рис. 4.1.2.3. Схема поперечного переноса груза и образование кренящего момента
