Skicka ditt bra arbete i kunskapsbasen är enkel. Använd formuläret nedan
Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete är mycket tacksamma för dig.
Postat på http://www.allbest.ru/
Fartygets ursprungliga stabilitet
1. Generalkoncept Om stabilt
Stabiliteten kallas kärlets förmåga att motverka krafterna avvikande från jämviktsläget och återgå till jämviktens ursprungliga position efter avslutad krafter.
Fartygets jämviktsbetingelser är inte tillräckliga för att ständigt simma i den angivna positionen i förhållande till ytan av vattnet. Det är också nödvändigt att kärlets jämvikt är stabilt. Den egendom som i mekaniken kallas balanserad jämvikt i teorin om fartyget är det vanligt att vägras. Sålunda tillhandahåller flytkraften betingelserna för kärlets jämvikt med en given landning och stabilitet - bevarandet av denna position.
Fartygets stabilitet förändras med en ökning av lutningsvinkeln och med viss av dess betydelse är helt förlorad. Därför är det lämpligt att studera fartygets stabilitet på små (teoretiskt oändligt små) avvikelser från jämviktsläget C och \u003d 0, SH \u003d 0 och bestämmer sedan egenskaperna hos dess stabilitet, deras tillåtna gränser för stor lutning.
Det är vanligt att skilja fartygets stabilitet vid låga vinklar av lutning (initial stabilitet) och stabilitet vid stora lutningsvinklar.
När man överväger små tändningar är det möjligt att ta ett antal antaganden som gör att du kan studera fartygets första stabilitet inom den linjära teorin och få ett enkelt matematiskt beroende av dess egenskaper. Fartygets stabilitet vid stora lutningsvinklar studeras enligt en raffinerad olinjärteori. Naturligtvis är egenskapen för fartygets stabilitet en enda och antagen separation med rent metodologisk karaktär.
I studien av fartygets stabilitet överväger vi dess lutning i två ömsesidigt vinkelräta plan - tvärgående och longitudinella. Med fartygets inmatning i det tvärgående planet som bestäms av valsvinklarna studeras dess tvärgående stabilitet; När den är lutande i det längsgående planet som definieras av differentialen, studeras dess längsgående stabilitet.
Om fartygets inträde inträffar utan betydande vinkelaccelerationer (pumpning av flytande varor, långsamt vattenflöde i facket), kallas stabilitet statisk.
I vissa fall verkar dämpningskrafterna plötsligt, vilket orsakar signifikanta vinkelaccelerationer (en vindryckning, vågorna, etc.). I sådana fall anser de dynamisk stabilitet.
Stabiliteten är en mycket viktig sjövitig egenskap av fartyget; Tillsammans med flytkraften ger det ett fartyg som seglar i en given position i förhållande till ytan av det vatten som krävs för att säkerställa stroke och manövrering. En minskning av kärlets stabilitet kan orsaka en nödrulle och en differential och den fullständiga förlusten av stabilitet - dess tippning.
För att förhindra en farlig minskning av fartygets stabilitet krävs alla besättningsmedlemmar:
Har alltid en klar uppfattning om fartygets stabilitet;
Känna till de skäl som minskar stabiliteten
Känna till och kunna tillämpa alla medel och åtgärder för att upprätthålla och återställa stabiliteten.
2. Lika stängning av fartyget. Theorem euler
Fartygets stabilitet studeras vid den så kallade ekvivalenta lutningen, där värdet av undervattensvolymen förblir oförändrad, och endast formen av den undervattensdelar av kärlet ändras.
Vi introducerar de viktigaste definitionerna i samband med fartygets inträde:
Rallyens axel är korsningslinjen av planen av två vattenlinje;
Höjningsplanet är vinkelrätt mot tändets axel, planet som passerar genom färgen som motsvarar det ursprungliga läget för kärlet jämvikt.;
Lutningsvinkeln är rotationsvinkeln hos kärlet nära tändningsaxeln (vinkeln mellan vattenlinjens plan), mätt i lutningsplanet;
Utjämnad Waterlinia - Waterlinnia, som skär fartyget med storleken på de kilformade volymerna, varav en, när det kommer att väcka kärlet kommer in i vattnet, och den andra kommer ut ur vattnet.
Fikon. 1. Att överväga Euler Theorem
Med den välkända ursprungliga vattenlinjen används Euler Theorem för att bygga en jämviktsvattenlinje. Enligt denna teorem, med en oändligt liten lutning av kärlet i det ekvivalenta vattenlinjen skärs i en rak linje som passerar genom deras övergripande geometriska centrum (tyngdpunkten) eller axeln hos en oändligt liten ekvivalent lutning passerar genom det geometriska centrumet av källans vattenlinje.
Euler Theorem kan också tillämpas för ändliga små tändningar med det låga felet, desto mindre vinklar.
Det antas att tillräcklig noggrannhet för övning säkerställs genom lutning och 1012 0 och SH 23 0. Inom dessa vinklar beaktas kärlets ursprungliga stabilitet.
Såsom är känt, när du simmar fartyget utan rulle och med en differential till noll, ordinaten av det geometriska centrumet av Waterlinnia-området YF \u003d 0, och abscis XF 0. Därför kan det i det här fallet anses att Axel av den tvärgående låga ekvivalenta lutningen ligger i DP, och axeln hos den längsgående lilla lika närmare lutningen är vinkelrätt mot DP och förskjuts från PL. MIDEL är en splint satt på ett avstånd x f (fig 1).
X F är funktionen av sedimentet för kärlet d. Beroendet xf (d) representeras på kurvor av element i den teoretiska ritningen.
Med lutningen hos fartyget i ett godtyckligt plan kommer axeln med likvärdig lutning också att passera genom det geometriska centrumet (tyngdpunkten) av vattenlinjens område.
3. Metakers och meticenter Radii
Antag att kärlet från startpositionen utan rulle och differentialen gör tvärgående eller longitudinell ekvivalent lutning. I detta fall kommer planet för den längsgående lutningen att vara ett vertikalt plan, vilket sammanfaller med DP, och planet för tvärgående lutning är ett vertikalt plan som sammanfaller med gnistgolens plan som passerar genom färgen.
Tvärlyftning
I kärlets direkta läge är WC i DP (punkt C) och flödet av kraften hos flytkraft GV ligger också i DP (fig 2). Med en korsning av kärlet i vinkeln och formen av den nedsänkta volymen ändras, flyttas färgen mot tändning från punkt från till punkten C och och verkningslinjen för flytkraften kommer att lutas till DP i en vinkel av I.
Punkten för korsning av flytkraftens linjer med en oändligt liten tvärgående lika lutning av kärlet kallas en tvärgående metukleär (punkt M i fig 2). Radien av krökningen av banans r (höjden av den tvärgående meticenteret ovanför färgen) kallas en tvärgående meticenters radie.
I det allmänna fallet är traktorerna CV en komplex rumslig kurva och varje lutningsvinkel motsvarar meticenterets läge (fig 3). Men för liten ekvivalent lutning med en känd approximation kan du acceptera att banan
Färg ligger i spårplanet och är en cirkelbåge med ett centrum vid punkt m. Således kan det antas att i processen med en liten tvärgående lika delning av kärlet från direktpositionen ligger den tvärgående meticenteren i DP och dess position ändras inte (R \u003d CONST).
Fikon. 2. Flytta färgen med små lutningar
Fikon. 3. Flytta färgen med stora lutningar
Fikon. 4. Till slutsatsen av uttrycket för den tvärgående meticenters radie
Uttrycket för den tvärgående meticentersradien R erhålles från det tillstånd som axeln med en liten tvärgående lika valitet av kärlet ligger i DP och den, med sådan varning, den kilformade volymen V, som den var, överförs från Vattnet från vattnet, på brädet, gick in i vatten (fig 4).
Enligt den välkända mekanikens kända teorem när man flyttar kroppen som hör till kroppen, blandas tyngdpunkten hos hela systemet i samma riktning parallellt med kroppens rörelse, och dessa rörelser är omvänd proportionella mot styrkorna av kropps gravitation respektive systemet. Denna teorem kan utvidgas till volymen av homogena kroppar. Beteckna:
Med C och - flytta CV (geometriska centrum av volym V),
b - Flytta det geometriska mitten av en kilformad volym V. Sedan i enlighet med teorem
plats: med c och \u003d
För elementet i längden på kärlet DX, som tror att den kilformade volymen har en triangelform i skivplanet, får vi:
eller vid lågt hörn
Om då, då:
dV B \u003d Y 3 och DX.
Integrering, vi får:
v b \u003d och y 3 dx, eller:
där J X \u003d YDX är tröghetsmomentet i området Waterlinnia i förhållande till den längsgående centralaxeln.
Då kommer uttrycket för att flytta färgen att se:
Som framgår av fig. 5, med ett litet hörn och
Med c och r och
Jämförande uttryck, vi finner att den tvärgående meticenters radie:
r \u003d.
Anslutning av den tvärgående meticenteren:
z m \u003d z c + r \u003d z c +
Longitudinell utmaning
Fikon. 6. till uttrycket för längdmätare radie
I analogt med tvärgående lutning kallas skärningspunkten av flytkraftens linjer med en oändligt liten längsgående lika lutning av kärlet en longitudinell metukleär (punkt M i fig 6). Höjden av längsgående meticenter över färgen kallas en längsgående meticenter-radie. Storlekens storleksradie bestäms av uttrycket:
R \u003d,
där J YF är tröghetsmomentet av Waterlinnia-området i förhållande till den tvärgående centralaxeln.
Appilera av den längsgående meticenterna:
z m \u003d z c + r \u003d z c +
Eftersom vattenlinjen är långsträckt i längdriktningen är J YF mycket högre än J X och respektive R är mycket större än R. Värdet av R är 1 2 kärllängder.
Metiska centra och ansökan sökande är, eftersom det kommer att framgå av det efterföljande övervägandet, de viktiga egenskaperna hos fartygets stabilitet. Dessa av dem bestäms när man beräknar elementen i den nedsänkt volymen och för det fartyg som flyter utan rull och differentialen representeras av kurvor J x (d), j YF (D), R (d), R (d) på Ritning av kurvorna på den teoretiska ritningen.
4. Villkoren för kärlets ursprungliga stabilitet
METIC CENTER
Vi hittar ett tillstånd, med förbehåll för vilket fartyget som flyter i ett jämviktsläge utan rulle och en differential kommer att ha en initial stabilitet. Vi tror att laster vid avläsning av fartyget inte skiftar och CT-kärlet förblir vid en punkt som motsvarar den ursprungliga positionen.
När kärlet är lutande bildar kraften i gravitationen P och styrkan hos buktans GV ett par, vars ögonblick bestäms på kärlet. Naturen hos denna påverkan beror på CT och Meticenternas ömsesidiga läge.
Fikon. 6. Det första fallet med fartygets stabilitet
Tre karakteristiska fall av kärlets tillstånd är möjliga för vilka påverkan på krafternas R och GV är kvalitativt annorlunda. Tänk på dem på exempel på tvärgående lutning.
1: a fallet (fig 6) - MeticEnter är belägen ovanför CT, d.v.s. z m\u003e z g. I det här fallet är en annan plats för storleksanordningen i förhållande till tyngdpunkten möjlig.
I. I den ursprungliga positionen är mitten av värdet (punkt C 0) beläget under tyngdpunkten (punkt g) (fig 6, a), men när lutning av centrum skiftas till tändens sida Mycket att meticenteren (punkt m) ligger ovanför mitten av kärlets svårighetsgrad. Krafternas P och GV: s ögonblick försöker returnera skeppet till jämviktens ursprungliga läge, och därför är det strålande. Denna plats för punkter m, g och från 0 sker på de flesta fartyg.
II. I den ursprungliga positionen är mittpunkten (punkt C 0) belägen ovanför tyngdpunkten (punkt g) (fig 6, b). När kärlet är lutande, rätar det framväxande ögonblicket av krafter P och GV kärlet, och därför är det strålande. I det här fallet, oavsett storleken på förskjutningen av mitten av storlekscentrumet, vid avvikning, försöker ett par krafter alltid räta ut kärlet. Detta förklaras av det faktum att punkten G ligger under punkten från 0. En sådan låg position av tyngdpunkten som säkerställer ovillkorlig stabilitet på fartyg är svår att genomföra konstruktivt. Denna plats för tyngdpunkten kan finnas i synnerhet på segelbåtar.
Fikon. 7. Det andra och tredje fallet av fartygets stabilitet
2: a fallet (fig 7, a) - meticenter är belägen under CT, dvs. Z M.< z g . В этом случае при наклонении судна момент сил Р и гV стремится еще больше отклонить судно от исходного положения равновесия, которое, следовательно, является неустойчивым. В этом случае наклонения судно имеет отрицательный восстанавливающий момент, т.е. оно не остойчиво.
3: e fallet (fig 7, b) - Meticenter sammanfaller med CT, d.v.s. z m \u003d z g. I det här fallet fortsätter kraften hos P och GV när det är vertikalt att fungera på en vertikal, är det lika med noll - fartyget och i den nya positionen kommer att vara i ett jämviktsläge. I mekanik - detta fall av likgiltig jämvikt.
Ur kärlteoriens synvinkel i enlighet med bestämningen av fartygets stabilitet är fartyget i det första fallet strålande och i 2 och 3: e är inte stratifierad.
Så villkoren för den ursprungliga stabiliteten hos kärlet är placeringen av meticenteret ovanför CT. Fartyget har en tvärgående stabilitet om
och longitudinell stabilitet om
Härifrån blir det tydligt den fysiska betydelsen av meticenteret. Denna punkt är den gräns som du kan höja tyngdpunkten utan att beröva kärlet med positiv initial stabilitet.
Avståndet mellan meticenteret och CG i kärlet vid SH \u003d och \u003d 0 kallas den ursprungliga meticenterhöjden eller helt enkelt meticenterhöjd. Det tvärgående och longitudinella planet för kärlets lutning motsvarar de tvärgående H- och längsgående H-metoketriska höjderna. Det är uppenbart att
h \u003d z m - z g och h \u003d z m - z g, eller
h \u003d Z C + R - Z g och H \u003d Z C + R - Z G,
h \u003d R-B och H \u003d R-B,
där b \u003d z g - z c - höjden av CT över färgen.
Som kan ses h och h skiljer sig endast till meticenters radie, för B är samma värde.
Därför, H betydligt mer h.
b \u003d (1%) R, så i praktiken antas det att H \u003d R.
5. Metukleärformlerna av stabilitet och deras praktiska tillämpning
Eftersom det ansågs, när kärlet lutas, verkar ett par krafter, vars ögonblick karakteriserar graden av stabilitet.
Med små ekvivalenta utmaningar av kärlet i det tvärgående planet (fig 8) (RV rör sig i spårplanet) kan det tvärgående återställningsmomentet representeras av uttrycket
m och \u003d p \u003d gv,
där axeln av ögonblicket \u003d l kallas axeln av den tvärgående stabiliteten.
Från den rektangulära triangeln MGK hitta det
l och \u003d h sind, då:
m och \u003d p h sind \u003d gv h sind
Eller med tanke på de små värdena och och tar synder 0/57.3, erhåller vi meticenterns formel för den tvärgående stabiliteten:
m och \u003d gv h och 0/57,3
Med tanke på analogt av lion av kärlet i längdriktningsplanet (fig 8) är det inte svårt att erhålla en meticenterisk formel för längsgående stabilitet:
M w \u003d p l ш \u003d gv n sin sh \u003d gv n ш / 57.3,
där M w är ett longitudinellt regenererande ögonblick, och L w är axeln av längdstabilitet.
Fikon. 8. Cross-Timer
I praktiken används stabilitetskoefficienten, vilket är en produkt av förskjutning för meticenterhöjd.
Koefficienten för tvärgående stabilitet
K och \u003d gv h \u003d p h
Koefficienten för longitudinell stabilitet
K sh \u003d gv n \u003d r n
Med hänsyn till stabilitetskoefficienterna kommer metukleära formler att se
m och \u003d till och och 0/57,3,
M W \u003d K SH W 0 / 57.3
Metlecentricella formler av stabilitet, vilket ger ett enkelt beroende av det regenererande ögonblicket på tyngdkraften och lutningsvinkeln för kärlet, gör det möjligt att lösa ett antal praktiska uppgifter som uppstår i fartygsförhållandena.
Fikon. 9. Longitudinell inmatning av fartyget
I synnerhet, enligt dessa formler, kan du definiera en rullvinkel eller en vinkel av en differential, som kommer att få ett kärl från effekterna av ett givet blad eller differentialmoment, med en känd massa och meticenterhöjd. Fartygets inträde under påverkan av M KR (M DIF) leder till utseendet på det omvända tecknet på det regenererande ögonblicket M och (MW) av en ökning av ökningen av ökningen i RHEEL-vinkeln (differential) . Ökningen i rullvinkeln (differential) kommer att inträffa tills det regenererande ögonblicket blir lika med bråka momentets storlek (differentialmomentet), d.v.s. Innan du slutför villkoret:
m och \u003d m kr och m ш \u003d m dif.
Därefter kommer fartyget att simma med rullens hörn (Differenta):
Och 0 \u003d 57,3 m kr / gv h,
SH 0 \u003d 57,3 M DIP / GV N
Trodde i dessa formler och \u003d 1 0 och SH \u003d 1 0, hittar vi magniterna av vridmomentet i sprängkärlet i en grad, och det ögonblick som virket är ett grad differentuum:
m 1 0 \u003d gv h \u003d 0,0175 gv h,
M 1 0 \u003d gv n \u003d 0,0175 gv n
I vissa fall används också storleken av differentialkärlet i en centimeter M D. med ett litet värde av vinkeln W, när Tg w sh, sh \u003d (d h - d k) / l \u003d d f / l.
Med hänsyn till detta uttryck registreras meticenterformeln för det längsgående reduktionsmomentet som:
M ш \u003d m dif \u003d gv h d f / l.
Att tro på formeln D f \u003d 1 cm \u003d 0,01 m, vi får:
m d \u003d 0,01 gv n / l.
Med kända värden av m ^ 0, m 1 0 och m d, rullningsvinkeln, differensvinkeln och differentialen från exponeringen för kärlet i ett givet blad eller differentialmoment, kan bestämmas av enkla beroenden:
Och 0 \u003d m kr. / M 1 0; Ш 0 \u003d M DIF / m 1 0; D f \u003d m dif / 100 m d
I ovanstående resonemang antogs att fartyget i den ursprungliga positionen (till effekterna av M CR eller M DIF) smälte direkt och på den släta kölen. Om, i det ursprungliga läget, bör fartygsrullarna och differentialen skilja sig från noll, då de funna värdena och 0, W0 och Df betraktas som tillägget (Di 0, DSH 0, DD F).
Med hjälp av meticenteriska formler är det också möjligt att bestämma vad det nödvändiga barriär- eller differentialmomentet måste appliceras för att skapa en given rullvinkel eller en vinkel på differentialen (för att täta hålen i ombordstrimmen, målning eller inspektion av roddskruvar). För kärlet som flyter i den ursprungliga positionen utan rulle och en differential:
m kr \u003d gv h och 0/57,3 \u003d m ^ 0 och 0;
M DIF \u003d GV H ш 0/57.3 \u003d m 1 0 SH 0
eller m diff \u003d 100 d f m d
Praktiskt taget metodiska formler av stabilitet är tillåten att använda vid låga vinklar av lutning (och< 10 0 12 0 и Ш < 5 0) но при условии, что при этих углах не входит в воду верхняя палуба или не выходит из воды скула судна. Они справедливы также при условии, что восстанавливающие моменты m И и М Ш противоположны по знаку моментам m кр и М диф, т.е., что судно обладает положительной начальной остойчивостью.
6 . Stabiliteten hos lastens form och stabilitet
Med tanke på detta problem kan du fastställa stabilitetens natur, ta reda på de fysiska orsakerna till förekomsten av den regenererande punkten när fartyget är benäget. I enlighet med de metoketriska formlerna av stabilitet (vinklar och WS uttalas i radianer):
m och \u003d gv h och \u003d gv (r - b) och \u003d gv r och - gv b och;
M W \u003d GV N ш \u003d GV (R - B) ш \u003d GV R SH - GV B W
Således är de återställande stunderna m och, m och axlarna av statisk stabilitet L och, L W den algebraiska mängden av deras komponenter:
m och \u003d m f + m n; M w \u003d m f + m n;
l och \u003d l f och + l n och; L W \u003d L F SH + L N SH
där stunder
m φ \u003d gv r och;
M f \u003d gv r sh
det är vanligt att ringa ögonblicken av stabiliteten i formen, stunder
m n \u003d - gv b och;
M n \u003d - gv b sh,
stunder av stabilitet av lasten och axlarna
l f och \u003d m f / gv;
l f w \u003d m f / gv,
tvärgående och longitudinella axlar av sömmar
l n och \u003d - m n / gv;
l n w \u003d - m n / gv,
de tvärgående och longitudinella axlarna av stabiliteten hos belastningen.
b \u003d z g - z c,
där J X och J YF är tröghetsmomentet av vattenlinjens område i förhållande till den tvärgående och longitudinella centralaxeln, kan stunderna i formen och belastningen representeras som:
m φ \u003d g j x och
M φ \u003d g j yf sh;
m n \u003d - gv (z g - z c) och
M n \u003d - gv (z g - z c) w
När det gäller dess fysiska natur verkar det ögonblicket av formen hos formen alltid i den riktning som motsatsen mot kärlets lutning, och ger därför alltid stabilitet. Det beräknas vid tröghetsmomentet i området Waterlinia i förhållande till utmaningsaxeln. Det är stabiliteten i den form som förutbestämmer betydligt större längdstabilitet jämfört med den tvärgående mjukvaran. J YF "J x.
Momenten av stabiliteten hos belastningen på grund av CT: s läge ovanför färgen B \u003d (Z g - Z c)\u003e, minskar alltid kärlets stabilitet och är väsentligen säkerställd endast genom stabilitet i formen.
Det kan antas att i avsaknad av vattenlinje är exempelvis en ubåt i undervattenspositionen saknas formens ögonblick (J x \u003d 0). I undervattenspositionen har ubåten på grund av ballastningen av speciella tankar, positionen för CT under CT, vilket är ett resultat, dess stabilitet säkerställs genom stabilitet.
7 . Bestämning av initiala stabilitetsåtgärderfartyg
Fartyg som landar rätt och smidig köl
I de fall där fartyget flyter med mindre rullhörn och en differential kan initiala stabilitetsåtgärder bestämmas med användning av meticenterdiagram.
För en viss fartygs massa reduceras definitionen av initiala stabilitetsåtgärder till definitionen av applicering av metukleär (eller meticenters radie och tillämpningar av CT) och tillämpningen av CT.
Fikon. 10. METICEPTER DIAGRAM
Applicera CC Z C och METICEENTER RADII R, R är egenskaperna hos kärlets sändning och beror på utfällning. Dessa beroendes presenteras på meticenterdiagrammet för de krökta elementen i den teoretiska ritningen. Enligt meticenterdiagrammet (fig 10) är det möjligt att inte bara bestämma Zc och R, men med den välkända applikationen av CT, hitta kärlets tvärgående meticenterhöjd.
I fig. 10 visar en sekvens för beräkning av kärlets tvärgående meticenterhöjd när man tar lasten. Att veta massan av den antagna lasten M och tillämpningen av dess tyngdpunkt Z, är det möjligt att bestämma den nya tillämpningen av CT-fartyget Z G 1 med formeln:
z g 1 \u003d z g + (z-z g),
där z g är fartygets applikation till sändningen.
Landar fartyget med en differential
Vid simning innefattar fartyget med en differential i vatten mer kompletta områden av huset, vilket leder till en ökning av vattenlinjens område (stabilitet i formen) och följaktligen den tvärgående meticenterhöjden. I fiskefartygen är fodercirklarna helt nasala, så en ökning bör förväntas i foderet till foderet och med en differentiering på näsan, en minskning av kärlets tvärgående stabilitet.
Fikon. 11. Diagram Firsov - Gundobin
För beräkning av kärlets tvärgående meticenterhöjd, med hänsyn till trimmen, diagrammen i Firsov-Gundobin, används den ursprungliga stabiliteten hos KTIRPIH och interpolationskurvorna.
Tiagrammet av Firsov-Gundobin (fig 11), skiljer sig från bolagets diagram genom att den innehåller Zm och Zc-kurvorna, vars värden bestäms av fartygets kända sediment med näsan och matningen.
Det ursprungliga stabilitetsdiagrammet för KTIRPIHH (fig 12) låter dig bestämma appliceringen av kärlets Z M vid en känd massa av D och abscissen hos dess tyngdpunkt x g.
I diagrammet av interpolationskurvor (fig 13) är det möjligt att hitta den korsmetucleära radien R och sökanden av mitten av kärlets z C.
Diagram som visas i fig. 11-13, låter dig hitta z m med någon landning av fartyget, inklusive på en smidig köl. Följaktligen gör de det möjligt att analysera effekten av skillnaden på kärlets initiala tvärstabilitet.
Fikon. 12. Diagram över den ursprungliga stabiliteten hos Karelia Tourler Type
stabilitetsfartyg Meticenter Cargo
Fikon. 13. Diagram för definition z c och r
8 . Påverkan av att resa av varor för landning ochfartygets stabilitet
För att bestämma fartygets landning och stabilitet med en godtycklig rörelse av varor är det nödvändigt att överväga separat vertikal, tvärgående horisontell och längsgående horisontell rörelse.
Det måste komma ihåg att det först är nödvändigt att utföra beräkningar som är relaterade till stabilitetsförändringen (vertikal rörelse, lyftlyft)
Vertikalflytta lasten
Från punkt 1 skapar punkt 2 inte ett ögonblick som kan luta fartyget, och därför ändras inte dess landning (om inte fartygets stabilitet är positiv). En sådan rörelse leder bara till en förändring i höjden av mitten av kärlets svårighetsgrad. Man kan dra slutsatsen att denna rörelse leder till en förändring av stabiliteten hos lasten med en konstant stabilitet i formen. Rörelsen av tyngdpunkten bestäms av den välkända teoreten av teoretisk mekanik:
dz g \u003d (z 2 - z 1),
där m är massan av rörd last,
D - fartygets massa,
z 1 och Z 2 - Applikatör av CT-lasten före och efter att ha flyttat.
Ökningen av metukleära höjder kommer att vara:
dH \u003d DN \u003d - DZ G \u003d - (Z 2 - Z 1)
Fartyget efter att lasten flyttat kommer att ha en tvärgående meticenterhöjd:
Vertikal rörelse av lasten leder inte till en signifikant förändring i den longitudinella meticenterhöjden, på grund av smälsen av DN jämfört med N.
Fikon. 14. Vertikal rörelse av last
Fikon. 15. Kors horisontell rörelse av last
Suspenderad last
Visas på fartyget som ett resultat av lyftlast från ett håll på däck, en fångstmottagning, ett urval av nätverk med hjälp av lastpilar etc. Påverkan på stabiliteten hos kärlens suspenderade belastning (fig 16) åstadkommer liknande vertikalt förskjutna, endast förändringen i stabiliteten sker omedelbart vid tidpunkten för separation från bäraren. När du lyfter lasten, när spänningen i pendeln blir lika med lastens vikt, är det en rörelse av tyngdpunkten från punkt 1 till suspensionspunkten (punkt 2) och den ytterligare ökningen påverkar inte stabiliteten hos fartyget. Du kan uppskatta förändringen i metukleär höjd med formeln
där l \u003d (z 2 - z 1) är den ursprungliga längden av lastfjädring.
På små domstolar, under låga stabilitet, kan lyftningen av lasten med fartygs pilar utgöra en betydande fara.
Kors horisontell rörelse av last
Den tvärgående horisontella rörelsen av belastningen M (fig 17) leder till en förändring i kärlets Rhe som ett resultat av det uppkomande momentet M av Cr med en axel (Y2-Y1) COSI.
m kr \u003d m (y 2 - y 1) cosi \u003d m l y cosi
där y 1 och y 2 är ordinater av positionen för CT-lasten före och efter rörelse.
Med tanke på jämlikheten av det flammande M av Cr och de regenererande stunderna M och, med användning av meticenterformeln för stabilitet, erhåller vi:
Dh sind \u003d m l y cosi, varifrån
tgi \u003d m l y / dh.
Med tanke på att rullens hörn är små kan vi anta att TGI \u003d och \u003d och 0/57,3, och formeln kommer att ta formen
Och 0 \u003d 57,3 m l y / dh.
Om, innan du flyttar lasten, hade kärlet en rulle, då i denna formelvinkel bör betraktas som inkrement di 0
Fikon. 17.
Longitudinell horisontell rörelse av last
Den längsgående horisontella rörelsen hos lasten (fig 18) leder till en förändring i fartygets tidslinje och den tvärgående meticenterhöjden. Analogt med föregående fall vid M и и и и diф, får vi:
tG W \u003d M L X / DN, eller
Sh 0 \u003d 57,3 m x x / dag.
I praktiken utvärderas longitudinell lutning oftare av intervallet
D f \u003d sh 0 l / 57.3, sedan
D f \u003d m l x l / dag,
där L är längden på fartyget.
Använda det ögonblick som ett differentierande kärl i 1 cm (ingår i lasten och Katchen)
m d \u003d 0,01 gv n / l (kN m / cm);
m d \u003d 0,01 dagar / l \u003d 0,01 Dr / l (t m / cm),
eftersom jag får r
D f \u003d m l x / m d (cm).
Ändra fällningen med longitudinell rörelse av last:
dd n \u003d (0,5L - x F) df / l,
dD k \u003d - (0,5L + x F) DF / L.
Då kommer de nya sedimenten av fartyget att vara:
d n \u003d d + dd n \u003d d + (0,5 liter - x f) df / l,
d k \u003d d + dd k \u003d d - (0,5 liter + x f) df / l;
där x f är abscissa axeln av longitudinell tändning.
Effekten av en differential på fartygets meticenterhöjd anses i detalj i 7.2.
9 . Effekt av litet lastintag för landning och stabilitet i fartyget
Ändra landningen av fartyget när lasten togs övervägt i 4,4. Vi definierar förändringen i den tvärgående meticenterhöjden på DH när du tar en liten lastvågande M (fig 19), vars centrum är belägen på en vertikal med Waterlinnia-torget vid punkten med Applicate Z.
Som ett resultat av att öka utfällningen ökar volymens volymförskjutning med dv \u003d m / c och en ytterligare flytkraft uppstår, appliceras på CT-skiktet mellan WL och W1 L1-vattning.
Fikon. 19. Mottagning för ett litet lastfartyg
Med tanke på fartyget är det enkelt att appliquet CT för den ytterligare flytvolymen vara lika med D + DD / 2, där inkrementet av fällningen bestäms av de kända formlerna DD \u003d m / cs eller dd \u003d m / q cm.
När kärlet är lutande i vinkeln och, vikten av lastens vikt och lika med den kraften hos flytkraft G DV, utgör ett par krafter med axel (D + DD / 2 -Z) Sind. Momenten av detta par DM och \u003d P (D + DD / 2 - Z) synd och ökar det initiala regenereringsmomentet i kärlet M och \u003d GV H synd och, så det regenererande ögonblicket efter mottagandet blir lika
m och 1 \u003d m och + dm och, eller
(GV + G DV) (H + DH) SIN och \u003d GV H SIN OCH + DV (D + DD / 2 - Z) SIN OCH,
kommer till massiva värden, vi får
(D + m) (H + DH) SIN och \u003d DH SIN och + M (D + DD / 2 - Z) SIN I.
Från ekvationen hittar vi ökningen av meticenterhöjden av DH:
För ett allmänt fall av mottagning eller borttagning av liten belastning, kommer formeln att ta formen:
där + (-) är ersatt när du tar (avlägsnande) av lasten.
Från formeln är det klart att
dh< 0 при z > (D dd / 2 - h) och
dh\u003e 0 på z< (d дd /2 - h), а
dH \u003d 0 vid Z \u003d (D DD / 2 - H).
Z \u003d (D DD / 2-H) ekvation är ekvationen av ett neutralt (gräns) plan.
Det neutrala planet är ett plan, mottagning av vilken last inte ändrar fartygets stabilitet. Att ta emot en last över det neutrala planet minskar kärlets stabilitet, under det neutrala planet ökar det.
10 . Effekt av flytande last på fartygets stabilitet
Fartyget har en betydande mängd flytande last i form av bränsle, vatten och oljereserver. Om flytande frakt fyller hela tanken, är dess effekt på kärlets stabilitet lik den ekvivalenta fasta belastningsmassan
m w \u003d med w v g.
På fartyget finns det nästan alltid tankar, inte fyllda med helt, d.v.s. Vätskan har en fri yta i dem. Fria ytor på fartyget kan också förekomma som ett resultat av släckt bränder och skador på huset. Fria ytor har en stark negativ inverkan, både på den ursprungliga stabiliteten och stabiliteten hos fartyget under stora lutningar. När kärlet är lutande strömmar den flytande lasten en fri yta mot tändningen, samtidigt som man skapar ett ytterligare ögonblick, ett barriärbehållare. Den framväxande punkten kan ses som en negativ korrigering till kärlets återställande ögonblick.
Fikon. 20. Påverkan på den ursprungliga stabiliteten hos den fria ytan av den flytande lasten
Påverkan av fri yta
Effekten av den fria ytan (fig 20) kommer att beaktas vid landning av kärlet direkt och på en smidig köl. Antag att i en av fartygstankarna finns en flytande last med en volym V J med en fri yta. När kärlet är lutande för den lilla vinkeln och den fria ytan av vätskan kommer också att lutas, och vätskans qs tyngdpunkt kommer att röra sig till det nya läget Q 1. På grund av vinkelns lilla och det kan antas att denna rörelse uppträder i en båge av cirkeln av radie R0 C-mitten vid punkten M0, där linjerna av vätskeviktens vikt över och efter Linjer i kärlet är korsning. Analoger med meticenters radie
r 0 \u003d I X / V
där jag x är trögheten hos den fria ytan av vätskan i förhållande till längdaxeln (parallell koordinataxel OH). Det är lätt att se att det aktuella fallet har en inverkan på stabiliteten, som suspenderas, där L \u003d R 0 och M \u003d S w v g.
Fikon. 21. Kurvor av den dimensionslösa koefficienten K
Med hjälp av formeln för den suspenderade lasten erhåller vi formeln av inflytande på stabiliteten hos den fria ytan av vätskan:
Som framgår av formeln är det I X som påverkar stabiliteten.
Det fria ytans tröghetsmoment beräknas med formeln
där L och B är längden och bredden på ytan, och K är en likgiltig koefficient som tar hänsyn till formen på den fria ytan.
I den här formeln bör du vara uppmärksam på den sista faktorn - B3, att ytan på ytan är mer än längden, påverkar I X och därför på DH. Således är det särskilt fruktat fria ytor i brett fack.
Vi definierar hur mycket förlusten av stabilitet i en rektangulär tank kommer att minska efter att ha installerat n longitudinella skott på lika avstånd från varandra
i x n \u003d (n +1) k l 3 \u003d k l b 3 / (n +1) 2.
Attityden av ändringarna till meticenterhöjden före installationen och efter att ha installerat skottet kommer att vara
dH / dH n \u003d I x / i x n \u003d (n +1) 2.
Såsom framgår av formeln reducerar installationen av ett skotte effekten av en fri yta till stabilitet 4 gånger, två - med 9 gånger etc.
Koefficienten K kan bestämmas av kurvan i fig. 21, på vilken den övre kurvan motsvarar det asymmetriska trapeziet, den nedre symmetriska. För praktiska beräkningar är koefficienten K, oberoende av ytan av ytan, är det lämpligt att ta som för rektangulära ytor K \u003d 1/12.
I fartygsförhållanden beaktas flytande lastens inflytande med hjälp av tabellerna i "information om fartygets stabilitet".
bord 1
Ändring om påverkan av de fria ytorna av flytande laster på stabiliteten hos fartyget av typen BMTR "Mayakovsky"
|
Ändring, M, DH |
Förskjutning av kärlet, m |
||||||
Tabellerna ges ändringar av Meticenterhöjden på DH-kärlet för en uppsättning tankar, som enligt användarvillkoren kan vara delvis fylld (Tabell 1) till den tvärgående koefficienten för DM H \u003d DH \u003d CFIX för varje tank separat (tabell 2). Tankar som har ändringar av meticenterhöjd mindre än 1 cm, i beräkningarna tar inte hänsyn till.
Beroende på typen av ändringsförslag finns fartygets meticenterhöjd, med beaktande av inflytande av flytande last i delvis fyllda tankar, av formler
h \u003d z m - z g - dH;
h \u003d z m - z g - dm h /
Som kan ses, fria ytor som det skulle öka mitten av kärlets svårighetsgrad eller minska dess tvärgående meticenter med storlek
dz g \u003d dz m \u003d dh \u003d dm h /
Manifestationen av den flytande lastens fria yta påverkar också kärlets longitudinella stabilitet. Ändringen av den longitudinella metoderhöjden kommer att bestämmas med formeln
dn \u003d - med w i y /,
där jag är ditt eget tröghetsmitt av den fria ytan av vätskan i förhållande till den tvärgående axeln (parallell koordinataxel). På grund av den stora storleken av den längsgående meticenterhöjden H är dock ändringen av botten försummat.
Förändringen i stabilitet från vätskans fria yta uppträder i närvaro av sin volym från 5,95% av tankvolymen. I sådana fall sägs det att den fria ytan leder till en effektiv förlust av stabilitet.
Tabell 2
Ändring av påverkan av fria ytor av flytande laster på stabiliteten hos fartyget T / X "Alexander Safontev"
|
namn |
Cg abscissa, m |
Applicera CT, M |
Momit MX, TM |
Mamma MZ, TM |
Ändringar för fria ytor, TM |
||||
|
Tstern DT nr 3. |
|||||||||
|
Tstern DT nr 4. |
|||||||||
|
Tstern DT nr 5. |
|||||||||
|
Cistern dt nr 6. |
|||||||||
|
DT-tank №35 |
Fikon. 22. Om det är olämpligt stabilitetsförlust
Om det bara finns ett mycket tunt lager av vätska i tanken, eller tanken fylls med nästan toppen, börjar bredden på den fria ytan när kärlet lutas för att kraftigt minska (bild 22). Följaktligen kommer den skarpa minskningen också att genomgå tröghetsmomentet hos den fria ytan och följaktligen korrigeringen till meticenterhöjden. De där. Det finns en ogiltig förlust av stabilitet, som praktiskt taget inte kan beaktas.
För att minska den negativa inverkan på fartygets stabilitet för överflöd av flytande laster på den, är följande konstruktiva och organisatoriska åtgärder planerade:
Installation i longitudinella eller tvärgående skotttankar, vilket gör det dramatiskt att minska sina egna stunder av tröghet i x och jag
Installation i longitudinella eller tvärgående membran-bulkheads, med små hål i den nedre och övre delen. Med skarpa lutningar av kärlet (till exempel, när den är pitching), verkar membranet som ett skott, eftersom vätskan strömmar genom hålen ganska långsamt. Från en konstruktiv synvinkel av membranet, bekvämare än ogenomträngliga skott, sedan när man installerar den senare, är det betydligt komplicerade. Med långsiktiga lutningar av kärlet kan emellertid membranet, vara permeabelt, minska effekten av överflödesvätska i stabilitet;
När man tar flytande varor för att säkerställa fullständig fyllning av tankar utan bildning av vätskans fria ytor;
När de spenderar flytande varor för att tillhandahålla fullständig avlopp av tankar; "Döda reserver" av flytande last måste vara minimal;
Säkerställa torrhet i hållarna i kärlskivorna, där vätskan kan ackumuleras med ett stort område av den fria ytan;
Strängt utföra instruktioner för att ta emot och spendera flytande last på skeppet.
Att inte utföra besättningen av fartyget i noterade organisatoriska händelser, kan leda till en betydande förlust av fartygets stratitude och orsaka olyckan.
11 . Experimentell definition av meticenterhöjder och position av tyngdpunkten för kärlet
Vid utformningen av fartyget beräknas dess ursprungliga stabilitet för standardbelastningsfall. Den konstruerade kärlets faktiska stabilitet skiljer sig från de beräknade beräkningsfel och avvikelser från det tillåtna projektet under konstruktionen. På domstolarna produceras därför en erfaren definition av initial stabilitet - dämpning, följt av beräkningen av tillhandahållandet av CT-fartyget.
Breshing bör vara föremål för:
Seriekonstruktionsfartyg (först och sedan varje femte fartygsserie);
Varje nytt fartyg av icke-flyttad konstruktion;
Varje fartyg efter ersättningsreparation;
Fartyg efter en stor reparation, återutrustning eller uppgraderingar vid byte av förskjutning med mer än 2%;
Fartyg efter att ha lagt en konstant fast ballast om förändringen i tyngdpunkten inte kan bestämmas korrekt.
Domstolar, vars stabilitet är okänd eller måste verifieras.
Dämpningen utförs i närvaro av en registerinspektör i enlighet med de speciella "instruktionerna för skadliga registerfartyg."
Kärnan i skadliga är som följer. Dämpningen är gjord på grundval av jämlikhet m kr \u003d m och, som bestämmer positionen för kärlets jämvikt med valsen och 0. Damning-momentet skapas genom att flytta varor (Krenballast) i fartygets bredd på avståndet l y; Inom små livsstilar i fartyget:
m k \u003d m l y.
Sedan från jämlikheten m l y \u003d cv h och 0/57.3
hitta det h \u003d 57,3 m l y / svi 0.
Höjden av CT-kärlet över huvudplanet Z g och abscisseringen av CT X G bestäms från uttryck:
z g \u003d z C + R-H; och x g \u003d x c.
Värdena zc, R och XC i frånvaro eller litenheten av differentialen bestäms med användning av kurvorna av den teoretiska ritningen av förskjutningsvärdet av V. Om det finns en differential, bör dessa värden bestämmas av en speciell beräkning. Förskjutningen V är belägen på skalaen av Bonejan på basis av en mätning av fartygets sediment med näsan och mata med spåren. Tätheten hos inloppsvattnet bestäms med användning av hydrometern.
Massan av Krenballast M och överföringsans axel är inställd, värdet av hörnet av rullen och 0 mått.
Före skador bör lasten på fartyget vara så nära som möjligt till dess förskjutning via e-post (98 104%). METIC-centrerad höjd Fartyget måste vara minst 0,2 m. För att uppnå detta är det tillåtet att ta ballast.
Tillbehör och reservdelar bör vara på sina regelbundna platser, massor måste fastställas, och tankar för vatten, bränsle, oljor dräneras. Ballastbehållare vid fyllning av dem måste tryckas.
Krenballasten placeras på fartygets öppna däck på båda sidor på speciella ställen i flera rader i förhållande till DP. Carriacstens massa bäres av över kärlet bör ge en vinkel av ca 3 0.
För att mäta hörnen av rullen förbereda speciella dukdukar (inte mindre än 3 meter lång) eller inclogram. Användning för mätning av hörn av fartyg Brenometrar är oacceptabelt, eftersom de ger ett betydande fel.
Spärr utförs i tyst väder När fartyget inte är mer än 0,5 0. Djupet på vattenområdet bör utesluta markens beröring eller den hittade delen av kroppen i den orimliga marken. Fartyget bör fritt öka, för vilket det är nödvändigt att åstadkomma förtöjningen av förtöjningen och eliminera tappen på väggens kärl eller fallet med ett annat kärl.
Erfarenheten ligger i kommandot till överföringen av Krenballast från sidan av brädet och mätningar av rullens hörn före starten och efter överföringen.
Bestämningen av den ursprungliga stabiliteten under den inbyggda planen är gjord på grundval av den berömda "kaptenen" formeln:
där f och - perioden av sina egna sidoscillationer av fartyget;
C och - tröghetskoefficient;
B - Bredden på fartyget.
Definitionen av Shippip-perioden rekommenderas att producera med varje experimentell erfarenhet, och för fartyg med förskjutning på mindre än 300 ton är definitionen obligatorisk. Medlen för att bestämma F och är ett inklinogram eller stoppur (minst tre observatörer).
Fartygets svängning utförs genom samordnad besättning av besättningen från brädan till taktet med kärlens vibrationer till lutningen av kärlet med 5 8 0. Kaptenens formel möjliggör att ett tillstånd av kärlets belastning ungefär bestämmer meticenterhöjden när den är på spänningen. Man bör komma ihåg att för samma fartyg är värdet av tröghetskoefficienten C och är inte detsamma, beror det på dess belastning och placering av varor. Som regel är en tröghetskoefficient för det tomma kärlet större än den för den laddade.
Postat på AllBest.ru.
...Liknande dokument
Stabiliteten som kärlets förmåga att motstå de yttre suddiga stunderna utan nödsituationer. Klassificering av stabilitet, förskjutningsmetoder. Mätningsstabilitet av reduktionspunkten. De huvudsakliga formlerna av stabilitet, rullens hörn.
presentation, tillagt 04/16/2011
Begreppet stabilitet och ett virke skiljer sig åt. Beräkningen av kärlets beteende i flygningen under översvämningen av de villkorliga proverna som hänför sig till den första, andra och tredje kategorin. Händelser för att dölja fartygets motbehandling och återhämtning.
avhandling, tillagt 02.03.2012
Förslag på stabilitet och icke-rotation av kärlet. Separering av dess belastning på förstorade artiklar. Förfarandet för att ta emot och spendera huvudvarorna och aktierna med ett förenklat belastningsbord, ett säkert belastningsschema och stabilitets nomogram.
presentation, tillagt 04/16/2011
Beräkning av varaktigheten av fartyget, reserver, förskjutning och stabilitet före lastning. Placera skeppsreserver, last och vattenballast. Bestämning av inställningarna för plantering och laddning av fartyget efter lastning. Statisk och dynamisk stabilitet.
kursarbete, tillagt 12/20/2013
Förberedelse av en fraktplan och förväntar sig fartygets stabilitet i enlighet med uppgifterna om information om stabilitet. Kontroll av plantering och stabilitet baserat på resultaten av förbrukning av bränsle och vattenreserver. Ballastning av fartyget och förhindra vattnen i trimmen.
abstrakt, Tillagt 02/09/2009
Beräkning av påverkan av lastens rörelse från punkt A till punkt B. Flytta lasten i det tvärgående planet och horisontellt över kärlet. Beräkning av förändringar i det statiska stabilitetsdiagrammet. Effekten av suspenderad last för stabilitet vid stora rullar.
presentation, tillagt 04/18/2011
Välja ett eventuellt boendealternativ. Utvärdering av vattenförskjutningen och koordinaterna för kärlet. Utvärdering av elementen i den nedsänkta fartygsvolymen. Beräkning av kärlets meticenterhöjder. Beräkning och konstruktion av ett statiskt och dynamiskt stabilitetsdiagram.
examination, tillagt 04/03/2014
Sannolikheten för att tippa fartyget. Den beräknade situationen för "väderkriterierna" i kraven i det ryska sjöfartsregistret. Bestämning av tipppunkten och sannolikheten för kärlets överlevnad. Krav på landning och stabilt skadat kärl.
presentation, tillagt 04/16/2011
Bestämning av körtid och fartygsreserver på flygningen. Förskjutningsparametrar för initial landning av fartyget. Fördelning av aktier och last. Beräkning av landning och initial stabilitet hos kärlet enligt metoden att ta emot liten last. Kontrollera longitudinalen i fallet.
examination, tillagt 11/19/2012
Tekniska parametrar för ett universellt fartyg. Egenskaper för varor, deras distribution av lastlokaler. Krav på lastplan. Bestämning av den beräknade förflyttningen och tiden för flygningen. Kontrollera styrkan och beräkningen av kärlets stabilitet.
Den huvudsakliga egenskapen för stabilitet är regenererande ögonblickDet bör vara tillräckligt för att säkerställa att fartyget står emot den statiska eller dynamiska (plötsliga) effekten av de skadliga och differentiala stunder som härrör från förskjutningen av varor under påverkan av vind, spänning och av andra skäl.
Dämpningen (differentuer) och de regenererande stunderna verkar i motsatta riktningar och vid kärlets jämviktsposition.
Skilja på tvärgående stabilitetsom motsvarar lion av kärlet i det tvärgående planet (kärlrull) och längdstabilitet (Skillnaden i fartyget).
Fartygets longitudinella stabilitet är uppenbarligen säkerställd och dess överträdelse är nästan omöjlig, medan placeringen och rörelsen av varor leder till förändringar i tvärgående stabilitet.
När kärlet är lutande, kommer dess centrum av magnitud (CV) att röra sig längs en viss kurva, kallad banans bana. Med en liten lutning av kärlet (inte mer än 12 °) antas att banans krage sammanfaller med en platt kurva, som kan betraktas som en båge av radie R med ett centrum vid punkt M.
Radie r ringde transverse meticenters radie av kärlet, och hans centrum m - Initial MeticEnter-kärl.
Meticenter-Center för bågens krökning, enligt vilken värdet av värdet flyttas från vid lutningens lutning. Om tändningen sker i det tvärgående planet (rull), kallas meticenteret tvärgående eller litet, vid lutning i längdriktningsplanet (differential) - längsgående eller stort.
Följaktligen representerar tvärgående (små) R och longitudinella (stora) R-metikariska radier, som representerar radiens krökning med rulle och differential.
Avståndet mellan den ursprungliga metaccentromet T och mitten av kärlets G är kallad initial Metuclear Height(eller bara meticenterhöjd) Och ange bokstaven H. Den ursprungliga metukleära höjden är mätarens stabilitet.
h \u003d zc + r - zg; h \u003d zm ~ zc; H \u003d R - A,
där A är höjden av tyngdpunkten (CT) ovanför färgen.
Meticenterhöjd (M.V.) - Avståndet mellan meticenter och mitten av kärlets allvar. M.v. Det är ett mått på den initiala stabiliteten hos fartyget som bestämmer de regenererande ögonblicken vid små hörn av rullen eller en differential.
Som en ökning av M.V. Fartygets stabilitet stiger. För en positiv stabilitet i domstolen är det nödvändigt att meticenteret är över CT-kärlet. Om M.V. Negativ, d.v.s. Meticenteret är belägen under kärlets CT, krafterna som verkar på kärlet, bildar inte återställningen och klagomålet och kärlet flyter med den ursprungliga valsen (negativ stabilitet), vilket inte är tillåtet.
Och - upphöjning av tyngdpunkten över kölen; Om - höjd av meticenteret över kölen;
GM - meticenterhöjd; Cm - meticenters radie;
m - meticenter; G - tyngdpunkt C - Centrum av storlek
Tre fall av platsen för meticenter M i förhållande till mitten av kärlets G är möjliga:
meticenter M är belägen ovanför CT-kärlet G (H\u003e 0). Med en liten förekomst av gravitation och flytkraft skapar de ett par krafter, vars ögonblick försöker returnera skeppet till den ursprungliga jämviktsläget.
CT-kärl G är beläget ovanför meticenter M (H< 0). В этом случае момент пары сил веса и плавучести будет стремиться увеличить крен судна, что ведет к его опрокидыванию;
CT-kärl G och METICEENTER M sammanfaller (H \u003d 0). Fartyget kommer att uppträda instabilt, eftersom det inte finns några axelpar av krafter.
Den fysiska betydelsen av meticenteret är att denna punkt tjänar som den gräns som kärlets mitt kan höjas utan att det berövar kärlet med positiv initial stabilitet.
Den ömsesidiga platsen för lasten på fartyget, fartyget kan alltid hitta den mest lönsamma betydelsen av den noggranna höjden, där fartyget kommer att vara misstänkt och mindre under gungan.
Damning-punkten är produkten av lastens vikt, rörd över kärlet, på axeln som är lika med rörets avstånd. Om en man väger 75 kgsitter på banken kommer att röra sig över fartyget med 0,5 m,då kommer slipmomentet att vara 75 * 0,5 \u003d 37,5 kg / m.
Figur 91. Statiskt stabilitetsdiagram
För att ändra ögonblicket av inkriminering av kärl PA 10 ° är det nödvändigt att ladda kärlet tills det är helt symmetriskt i förhållande till det diametriska planet.
Hämtningen av fartyget bör kontrolleras genom nederbörd mätt från båda sidor. Krenomern installeras strikt vinkelrätt mot det diametriska planet så att det visar 0 °.
Därefter måste du flytta varorna (till exempel personer) på förutbestämda avstånd tills Krenomeren visar 10 °. Erfarenhet för kontroll ska göras: Kontrollera skeppet till ett, och sedan till ett annat styrelse.
Genom att känna till fästmomenten hos ett inkriminerande kärl till olika (till de största möjliga) vinklarna kan du konstruera ett statiskt stabilitetsdiagram (fig 91), vilket kommer att utvärdera fartygets stabilitet.
Stabiliteten kan ökas genom att öka kärlets bredd, sänka CG, matningsbelastningen.
Om kärlets tyngdpunkt ligger under mitten av värdet, anses fartyget mycket strålande, eftersom strömmen av underhåll under rullen inte ändras i storlek och riktning, men dess applikationspunkt flyttas mot lutningen av kärlet (fig 92, a).
Därför bildas med en rulle ett par krafter med ett positivt regenereringsmoment, som försöker returnera skeppet till ett normalt vertikalt läge för PA-direktköl. Det är lätt att se till att H\u003e 0, medan meticenterhöjden är 0. Den är typiskt för yachten med tung köl och atypiskt för större kärl med en konventionell kropp av höljet.
Om tyngdpunkten ligger ovanför storleken av storleken, då tre fall av stabilitet, som fartyget måste veta väl.
Det första fallet med stabilitet.
Metic Center H\u003e 0. Om tyngdpunkten ligger ovanför storleken av storleken, därefter med det sneda läget för kärlet, korsar underhållskraftslinjen det diametriska planet ovanför tyngdpunkten (fig 92, b).
Fikon. 92. Fall av stygnfartyg
I detta fall bildas ett par krafter med en positiv regenereringspunkt. Detta är typiskt för de flesta vanliga fartyg. Stabiliteten i detta fall beror på fallet och positionen av tyngdpunkten i höjd.
Med en rulle går suddbordet in i vattnet och skapar en ytterligare flytkraft och strävar efter att anpassa fartyget. Men när man kör ett fartyg med flytande och bulkfragot, som kan röra sig mot rullen, kommer tyngdpunkten också att växla mot rullen. Om tyngdpunkten under rullen kommer att röra sig bakom den rena linjen som ansluter mitten av värdet med meticenteret, hörs kärlet.
Det andra fallet av ett ovärderligt skepp med likgiltig jämvikt.
Metic Centers H \u003d 0. Om tyngdpunkten ligger över mitten av värdet, fortsätter underhållskraftlinjen genom tyngdpunkten Mg \u003d 0 (fig 93).
I det här fallet ligger mitten av storlekscentrumet alltid på en vertikal med tyngdpunkten, så det finns inget återställande par förström. Utan effekterna av externa krafter kan fartyget inte återgå till direktpositionen.
I det här fallet är det särskilt farligt och helt oacceptabelt att transportera flytande och bulkvaror på fartyget: med den mest obetydliga svängen, kommer fartyget att vända om. Det är karakteristiskt för båtar med en rundspelare.
Det tredje fallet av ett ovärderligt kärl med instabil jämvikt.
Metenskaplig höjd H.<0. Центр тяжести расположен выше центра величины, а в наклонном положении судна линия действия силы поддержания пересекает след диаметральной плоскости ниже центра тяжести (рис. 94).
Kylaren av fartyget heter den här egenskapen, tack vare var fartyget, när det utsätts för externa faktorer (vind, vågor etc.) och interna processer (förflyttning av varor, rörelsen av flytande reserver, närvaron av fria ytor av Vätskan i facken etc.) vänder inte. Den mest kapacious definitionen av fartygets stabilitet kan vara följande: kärlets förmåga inte vänder sig om när de utsätts för naturliga marina faktorer (vind, spänning, isbildning) i navigeringsområdet, såväl som i kombination med de "interna" orsakerna som orsakats av besättningsåtgärderna
Denna funktion är baserad på det naturliga egenskapen hos objektet som flyter på ytan av vattnet - försöker återgå till den ursprungliga positionen efter uppsägningen av denna påverkan. Således är stabiliteten, å ena sidan, naturlig, och å andra sidan kräver den reglerad kontroll av den person som deltar i sin design och operation.
Stabiliteten beror på skrovets form och läget för kärlets CT, därför genom att korrekt välja formen av förpackningen och den korrekta placeringen av varor på kärlet, är det möjligt att säkerställa tillräcklig stabilitet, som garanterar förebyggandet av fartyget tippning under alla översvämningsvillkor.
Fartygets inträde är möjlig av olika anledningar: från handlingarna av de inkommande vågorna, på grund av den asymmetriska översvämningen av facken under provet, från varans rörelse, vindtrycket, på grund av mottagning eller utgifter av varor, etc., skilja två typer av stabilitet: tvärgående och longitudinella. När det gäller seglingssäkerhet (särskilt i stormigt väder) är tvärspänningar de farligaste. Den tvärgående stabiliteten manifesterar sig när skeppsrullen, d.v.s. Om du är ombord den. Om krafterna som orsakar inmatningen av fartyget verkar långsamt, kallas stabiliteten statisk, och om det snabbt är dynamiskt. Inmatningen av fartyget i det tvärgående planet kallas rullen och i längdriktningsplanet - en differential; Vinklarna som bildas samtidigt hänvisas till respektive O och Y. Stabiliteten vid små vinklar (10-12) kallas den ursprungliga stabiliteten.
(Fig.2)
Föreställ dig att det under verkan av yttre krafter mottog fartyget en rulle i en vinkel 9 (fig 2). Som ett resultat behöll volymen av den undervattensdel av kärlet sin storlek, men ändrade formen; På höger sida anfördes en extra volym i vattnet och på vänster sida är det lika med den volymen ur vatten. Storleken på storleken flyttas från det ursprungliga läget från motrullen, till tyngdpunkten för den nya volymen - punkten C1. Med den lutande positionen av kärlet, appliceras tyngdkraften P, som applicerades vid punkten G, och kraften hos underhåll D, som appliceras vid punkten C, som återstår vinkelrätt mot den nya Waterlinium B1L1 ett par krafter med GK-axeln , vilket är vinkelrätt, sänkt från punkten g till underhållskrafterna.
Om du fortsätter riktningen för underhållets kraft från punkt C1 till korsningen med sin inledande riktning från punkt C, kommer dessa två riktningar att korsa i punkten, som kallas en tvärgående meticenter.
Den ömsesidiga positionen av punkter M och G kan du fastställa följande tecken som kännetecknar den tvärgående stabiliteten: (Fig.3)
- A) Om meticenteret är belägen ovanför tyngdpunkten, är återställningsmomentet positivt och syftar till att returnera skeppet till sin ursprungliga position, dvs när fartyget kommer att staplas.
- B) Om punkten m är under punkt G, då med ett negativt värde av H0 är ögonblicket negativt och kommer att sträva efter att öka valsen, dvs i det här fallet är fartyget orealistiskt.
- C) När punkterna m och g sammanfaller, verkar krafterna P och D på en vertikal rak linje, uppstår inte paret av krafter, och det regenererande ögonblicket är noll: då bör kärlet anses vara oföränderligt, eftersom det inte försöker återgå till jämviktens ursprungliga läge (fig 3).
Fig. 3.
Externa tecken på fartygets negativa initiala stabilitet är:
- - simma ett skepp med en rulle i avsaknad av skadliga ögonblick;
- - Fartygets önskan att rulla över till motsatt styrelse när du gömmer sig.
- - Vridning från styrelsen ombord när du cirkulerar, medan rullen kvarstår när fartyget går ut i direkt kursen.
- - En stor mängd vatten i hållarna, på plattformar och däck.
Den stabilitet som manifesterar sig med kärlets longitudinella utmaningar, d.v.s. Vid differentierad, kallad longitudinell.
Under kärlets longitudinella lutning ska hörnet vara runt den tvärgående axeln C.v. Det rör sig från punkt C1 och underhållskraften, vars riktning är normal mot den aktiva vattenlinjen, kommer att fungera i en vinkel av SH till initialriktningen. Handlingslinjen för den ursprungliga och nya riktningen av underhållskrafter skärs vid den punkten. Korsningspunkten kallas funktionslinjen av underhållskrafterna med en oändligt liten lutning i det längsgående planet den longitudinella meticenteret M. Seeling stabilitet hos fartyget
Tröghetens longitudinella ögonblick av om vattenlinjen är signifikant större än tröghet IX. Därför är den longitudinella metucleära radien R alltid signifikant större än den tvärgående R. Det är ungefär tro att den longitudinella metucleära radien R är ungefär lika med längden på kärlet. Eftersom storleken på den längsgående metukleära radien R är många gånger mer tvärgående R, är den längsgående meticenterhöjden H hos något kärl många gånger mer tvärgående H. Därför, om kärlet har tvärgående stabilitet, är den longitudinella stabiliteten försedd med självklart.
Faktorer som påverkar fartygets stabilitet, som har en stark effekt på fartygets stabilitet.
Till sådana faktorer som måste beaktas vid drift av ett litet fartyg, inkludera:
- 1. Bredden påverkas mest av kärlets bredd: ju mer det är i förhållande till dess längd, höjd på sidan och sedimentet desto högre stabilitet. Det bredare kärlet har mer regenererande ögonblick.
- 2. Stabiliteten hos ett litet fartyg ökar, om du ändrar formen på den nedsänkta delen av fallet vid stora hörn av rullen. På detta uttalande, till exempel, verkan av inbyggd glödlampa och skumfitstång, som, när den nedsänkt, skapar ett ytterligare regenereringsmoment i vatten.
- 3. Stabiliteten är sämre med bränsletankarna på kärlet med ytspegeln från sidan till sidan, så dessa tankar måste ha partitioner installerade parallellt med kärlets diametriska plan eller smalas i sin topp.
- 4. Boende av passagerare och varor på fartyget påverkas starkast, de bör placeras så låga som möjligt. Du kan inte tillåta små storlekar på fartyget under sin rörelse av platsen för människor ombord och deras godtyckliga rörelse. Massor måste vara ordentligt fastsatta för att eliminera deras oväntade skift från vanliga platser.
- 5. Med stark vind och spänning är rotens handling (särskilt dynamik) mycket farligt för fartyget, därför med en försämring av väderförhållandena är det nödvändigt att ta skeppet i skyddet och vänta på vädret. Om detta är omöjligt att göra detta på grund av ett betydande avstånd till stranden, då i stormförhållandena måste du försöka hålla skeppet med "näsan till vinden" genom att kasta det flytande ankaren och arbeta motorn i en liten go .
Överflödig stabilitet orsakar en snabb swing och ökar risken för resonans. Därför har registret gränser inte bara till det nedre, men också den övre gränsen för stabilitet.
För att öka kärlets stabilitet (vilket ökar det regenererande ögonblicket per enhet i rullens hörn) är det nödvändigt att öka metrikens höjd H genom lämplig placering på lasten och reserverna (tyngre belastningar nedan och lungorna på toppen ). Med samma syfte (speciellt när du simmar i ballasten - utan last), tillgripes det att fylla med vattenballastbehållare.
- Beroende på lutningsplanet skiljer sig tvärgående stabilitet Med en rulle I. längdstabilitet Med differential. För ytfartyg (fartyg), på grund av ytterkroppens form, är dess längsgående stabilitet signifikant högre än den tvärgående, så det är viktigast för säkerheten att simma, det är viktigast att säkerställa korrekt tvärgående stabilitet.
- Beroende på storleken på lutningen, stabilitet vid små vinklar av lutning ( primär stabilitet) Och stabilitet vid stora vinklar av lutningar.
- Beroende på arten av de nuvarande krafterna, skiljer statisk och dynamisk stabilitet.
Primär tvärgående stabilitet
Under rullen anses stabiliteten som initial vid vinklar upp till 10-15 °. Inom dessa gränser är den reducerande kraften proportionell mot rullhörnet och kan bestämmas med hjälp av enkla linjära beroenden.
Samtidigt görs antagandet att avvikelser från jämviktens position orsakas av externa krafter, som inte förändrar fartygets vikt eller tillhandahållandet av tyngdpunkten (CT). Då ändras inte den nedsänkta volymen i storlek, men varierar i form. Lika stängningar motsvarar lika volym vattenlinjen, som skär de indobla kroppsvolymerna som är lika med storleksordningen. Linjens skärning av vattenlinjens plan kallas tändningsaxeln, som med motsvarande lutning passerar genom tyngdpunkten hos Waterlinia. Med tvärgående lutning ligger det i diametrala planet.
Gratis ytor
Alla fall som diskuteras ovan anger att mitten av fartygets svårighetsgrad fortfarande är det, det finns inga varor som rör sig vid lutning. Men när det finns sådana varor är deras inflytande på stabilitet mycket mer än resten.
Ett typiskt fall är flytande last (bränsle, olja, ballast och pannvatten) i tankar, fyllda delvis, det vill säga ha fria ytor. Sådana belastningar kan överfalla när lutningar. Om flytande frakt fyller tanken helt, är den ekvivalent med fast fast belastning.
Effekt av fri yta på stabilitet
Om vätskan fyller tanken inte helt, det vill säga har den en fri yta som alltid upptar ett horisontellt läge, då när kärlet är lutande i vinkeln θ Vätskan överflödar mot tändning. Den fria ytan kommer att ta samma vinkel relativt QL.
Nivåerna av flytande last skärs av storleken på volymen av tankar, det vill säga de liknar den ekvivalenta vattenlinjen. Därför är det ögonblick som orsakats av transfusionen av flytande last under rullen Δm θkan representeras liknande formen av stabiliteten i formuläret m. F, bara Δm θ Motsatt m. f med tecken:
Δm θ \u003d - y g i x θvar jag X. - tröghetsområdet för den fria ytan av den flytande lasten i förhållande till den längsgående axeln som passerar genom tyngdpunkten för detta område, γ J. - Andelen flytande last
Sedan det regenererande ögonblicket i närvaro av flytande last med en fri yta:
m θ1 \u003d m θ + Δm θ \u003d ppθ - y g иx θ \u003d p (h - y x x / ymv) θ \u003d pH 1 θ,var h. - tvärgående meticenterhöjd i frånvaro av transfusion, h1 \u003d H - y w i x / ym - Faktisk tvärgående meticenterhöjd.
Effekten av iriserande last ger en korrigering till den tvärgående meticenterhöjden ΔH \u003d - y x i x / ymv
Tätheten av vatten och flytande last är relativt stabil, det vill säga den grundläggande effekten på korrigeringen har en form av en fri yta, eller snarare dess tröghetsmoment. Således påverkas den tvärgående stabiliteten huvudsakligen av bredden och på den longitudinella längden på den fria ytan.
Den fysiska betydelsen av det negativa värdet av ändringen är att närvaron av fria ytor alltid är minskar stabilitet. Därför vidtas organisatoriska och konstruktiva åtgärder för att minska dem:
Fartygets dynamisk stabilitet
I motsats till den statiska, dynamiska effekten av krafter och stunder rapporterar fartyget med betydande vinkelhastigheter och acceleration. Därför anses deras inflytande i energier, eller snarare i form av krafter och stunder, och inte i ansträngningarna själva. I det här fallet används den kinetiska energiparen, enligt vilken ökningen av den kinetiska energin hos kärlets ingång är lika med arbetet med krafterna som verkar på den.
När slutaren appliceras på skeppet m krDen permanenta största, det mottar en positiv acceleration, som han börjar rulla. När restaureringsmoment ökar, men först, till vinkeln θ Arti vilken m k \u003d m θ, Det blir mindre suddigt. Efter att ha nått en vinkel av statisk jämvikt θ Art, rotationsrörelsens kinetiska energi kommer att vara maximal. Därför kommer fartyget inte att förbli i jämviktsläget, och på bekostnad av kinetisk energi kommer att märkas ytterligare, men långsamt, eftersom det regenererande ögonblicket är mer skadligt. Den tidigare ackumulerade kinetiska energin återbetalas av alltför stort arbete av återställningspunkten. Så snart omfattningen av detta arbete är tillräcklig för full återbetalning av kinetisk energi, blir vinkelhastigheten lika med noll och fartyget upphör att rulla.
Den största lutningsvinkeln som skeppet mottar från det dynamiska ögonblicket kallas det dynamiska hörnet av rullen θ dekan. Däremot, hörnet av rullen, med vilken fartyget flyter under åtgärden av samma ögonblick (enligt villkor m k \u003d m θ) kallas en statisk rullevinkel θ Art.
Om du vänder dig till det statiska stabilitetsschemat, uttrycks arbetet i ett område under regenereringsmomentkurvan m B.. Följaktligen är det dynamiska hörnet av rullen θ dekan kan bestämmas av lika utrymme Oab och BCD.som motsvarar redundant arbete av återställningspunkten. Analytiskt beräknas samma arbete som:
,på intervallet från 0 till θ dekan.
Nå det dynamiska hörnet av rullen θ dekanFartyget kommer inte till jämvikt, och under verkan av ett alltför stort momentum börjar det accelereras. I avsaknad av vattenbeständighet skulle fartyget gå in i de olyckliga svängningarna nära jämviktens position under rullen θ st / ed. Fysisk encyklopedi
Fartyg, fartygets förmåga att motstå de yttre krafterna som orsakar sin rulle eller en differential och återgå till den ursprungliga positionen av jämvikt efter avslutad åtgärd. En av de viktigaste sjövägna egenskaperna hos fartyget. A. Under Rena ... ... Stor sovjetisk encyklopedi
Fartygets kvalitet är i jämvikt i den bokstavliga positionen och, som är från den med den verkliga verkan av någon styrka, att återvända till den igen för att avsluta sin åtgärd. Denna kvalitet är en av de viktigaste badsäkerheten. där var många… … Encyclopedic Dictionary F.A. Brockhaus och I.A. Efron
J. Fartygets förmåga att flyta i den bokstavliga positionen och räta efter lutning. Förklarande ordbok Efremova. T. F. Efremova. 2000 ... Moderna förklaringar om det ryska språket
Stabilitet, stabilitet, stabilitet, stabilitet, stabilitet, stabilitet, stabilitet, stabilitet, stabil, stabil, stabilitet, stabilitet, stabilitet (
