Стабилен и нестабилен кораб
Концепцията за стабилност на съда
Стабилността е способността на плавателния съд да устои на въздействието на външен кренящ момент и да се върне в първоначалното си равновесно положение след прекратяване на момента, причинил наклона.
Концепцията за устойчивост се свързва с действието върху кораба само на моменти (двойки сили) и следователноравнообемни наклони - наклони, при които обемът на подводната част на кораба не се променя.
Ако моментът на кренене, приложен към съда, се увеличава постепенно и не причинява ъглови ускорения и следователно инерционни сили, тогава при разглеждане на равновесието на съда могат да се използват условията на статично равновесие. Стабилността с такива наклони се нарича статична.
В зависимост от това кои наклони се разглеждат, има напречна и надлъжна устойчивост.
В зависимост от ъгъла на наклона, напречната устойчивост се разделя на устойчивост при малки ъгли на наклон или начална стабилност и устойчивост при големи ъгли на наклон.
Когато плавателният съд е наклонен, позицията на центъра на подводния обем на съда (центъра на наклонения съд) - C1 се променя, следователно резултантната от опорните сили ще бъде приложена в точка C1 (фиг. 4.5 и 4.6). Ако резултантните сили на гравитацията (P) и опората (Q) образуват момент, стремящ се да увеличи ъгъла на накланяне на кораба (фиг. 4.5), тогава корабът не е стабилен.
Ако възникне моментMв, стремящ се да върне кораба в първоначалното му право положение, то корабът е стабилен (фиг.4.6).
МоментътMvсе нарича възстановяващ момент и е равен на произведението на една от силите на двойката и рамотоlst
, (4.1)
D –масово изместване;
 |
За да се опростят и комбинират чертежите в теорията на кораба, корабът обикновено се изобразява в права позиция, а водолинията, съответстваща на наклоненото положение на кораба (V1L1), е наклонена (фиг. 4.6.b). Очевидно е, че Фиг.4.6.aи 4.6.bса еквивалентни, но трябва да се помни, че линиите на действие на гравитацията (P) и опората (Q) са перпендикулярни на текущата водолиния (както за права, така и за наклонена). Мярката за първоначална стабилност е метацентричната височина h, равна на Gm. Същите фигури показват, че h = Zc + ρ – Zg, където Zc е приложението на центъра на величината, ρ е радиусът на окръжността, по която точката Co се премества в точка C1, Zg е приложението на центъра на тежестта на кораба.
Колкото по-голямо е h, толкова по-стабилен е корабът. Стойността на h зависи главно от положението на центъра на тежестта на кораба, т.е. от местонахождението на товара. Поради тази причина корабът за насипни товари и влекачът са по-стабилни от контейнеровозите и пътническите кораби. Метацентричната височина характеризира първоначалната стабилност (при ъгли на накланяне до 10°-12°).
Характеристиката на стабилност при големи ъгли на наклон е диаграмата на статичната стабилност (DSD), която се изгражда за всяка опция за натоварване на кораба (фиг. 4.7.)
Фиг.4.7. Диаграма на статична стабилност
Ъглите на накланяне се нанасят по хоризонталната ос, докато възстановяващите моменти или рамената на стабилността се нанасят по вертикалната ос. Точка А на диаграмата съответства на максималния възстановяващ момент, когато водолинията достига скулата и хълма по време на килане, точка В съответства на ъгъла на загуба на устойчивост на кораба, т.нар. "ъгъл на залез на диаграмата".
Стабилността на плавателния съд с моментално приложен кренящ момент се нарича динамична стабилност, която се характеризира с диаграма на динамична стабилност (DDO). За изграждането иизползването на DDO ще бъде обсъдено в следващите курсове - теорията на кораба и управлението на мореходността на кораба.
За надлъжни наклони на съда се използва подобен подход и се използва концепцията за надлъжна метацентрична височина H, която е почти два порядъка по-голяма от h (H
L). Поради тази причина корабите много по-често губят напречна, а не надлъжна устойчивост.
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката:
Деактивирайте adBlock! и обновете страницата (F5)много е необходимо