გემის შესრულება

მცირე გემის ყველაზე დამახასიათებელი ოპერატიული თვისებებია: სამგზავრო ტევადობა,დატვირთვის მოცულობა, გადაადგილება და სიჩქარე.

სამგზავრო ტევადობა არის ინდიკატორი, რომელიც უდრის გემზე ხალხის განსათავსებლად აღჭურვილი ადგილების რაოდენობას. მგზავრების ტევადობა დამოკიდებულია ტარების მოცულობაზე:

პ = გ/100, ხალხი (ბარგით), ან პ =G/75 ხალხი (ბარგის გარეშე)

ამ შემთხვევაში, შედეგი მრგვალდება პატარა რიცხვამდე. მცირე გემზე, აღჭურვილი ადგილების არსებობა უნდა შეესაბამებოდეს გემისთვის დადგენილ სამგზავრო ტევადობას.

მგზავრების მოცულობა შეიძლება გამოითვალოს დაახლოებით ფორმულის გამოყენებით:

N=Lnb Bnb/Kხალხო,

სად TO -ემპირიული კოეფიციენტი აღებული ტოლია: საავტომობილო და ნიჩბიანი კატარღებისთვის - 1,60; ნავებისთვის - 2.15.

Ტვირთამწეობით- გემის ტვირთამწეობა, ხალხის მასისა და ბარგის ჩათვლით, მგზავრების ტევადობის მიხედვით. განასხვავებენ მკვდარ წონასა და წმინდა ტონაჟს.

მკვდარი წონა -ეს არის განსხვავება გადაადგილებას შორის სრულად დატვირთულისა და ცარიელის დროს.

წმინდა დატვირთვის მოცულობა -ეს არის მხოლოდ იმ ტვირთის მასა, რომელიც გემს შეუძლია.

დიდი გემებისთვის, ტევადობის ცვლილების ერთეული არის ტონა, მცირე გემებისთვის - კგ. დატვირთვის სიმძლავრე C შეიძლება გამოითვალოს ფორმულების გამოყენებით, ან შეიძლება განისაზღვროს ექსპერიმენტულად. ამისათვის, როდესაც გემი ცარიელია, მაგრამ მარაგით და საწვავის რეზერვით, ტვირთი თანმიმდევრულად იდება მანამ, სანამ ხომალდი არ მიაღწევს წყალსადენს, რომელიც შეესაბამება ბორდის მინიმალური სიმაღლეს. განთავსებული ტვირთის წონა შეესაბამება გემის ტარების მოცულობას.

გადაადგილება . არსებობს ორი სახის გადაადგილება - მასობრივი (წონა) და მოცულობითი.

მასის (წონის) გადაადგილება - ეს არის მცურავი გემის მასა, გემის მიერ გადაადგილებული წყლის მასის ტოლი. საზომი ერთეული არის ტონა.

მოცულობითი გადაადგილება ვ - ეს არის გემის წყალქვეშა ნაწილის მოცულობა m3-ში. გაანგარიშება ხდება ძირითადი გაზომვებით:

ვ = SL VT,

სადაც S არის სრული გადაადგილების კოეფიციენტი, ტოლია 0,35 - 0,6 მცირე ზომის გემებისთვის, ხოლო კოეფიციენტის უფრო დაბალი მნიშვნელობა დამახასიათებელია მკვეთრი კონტურის მქონე პატარა გემებისთვის. გადაადგილების ნავებისთვის S = 0.4 - 0.55, საგეგმავი ნავების S = 0.45 - 0.6, საავტომობილო კატარღებისთვის 5 - 0.35 - 0.5, მცურავი გემებისთვის ეს კოეფიციენტი მერყეობს 0.15-დან 0.4-მდე.

სიჩქარე.

სიჩქარე არის გემის მიერ გავლილი მანძილი დროის ერთეულზე. საზღვაო გემებზე სიჩქარე იზომება კვანძებში (მილი/სთ), ხოლო შიდა გემებზე – კილომეტრებში/სთ (კმ/სთ). მცირე გემის ნავიგატორს რეკომენდირებულია იცოდეს სამი სიჩქარე: ყველაზე მაღალი (მაქსიმალური), რომელსაც ხომალდი ავითარებს ძრავის მაქსიმალური სიმძლავრით; ყველაზე პატარა (მინიმუმი), რომლის დროსაც გემი ემორჩილება საჭეს; საშუალო - ყველაზე ეკონომიური შედარებით დიდი გადასვლებისთვის. სიჩქარე დამოკიდებულია ძრავის სიმძლავრეზე, კორპუსის ზომასა და ფორმაზე, გემის დატვირთვაზე და სხვადასხვა გარე ფაქტორებზე: ტალღები, ქარი, დინებები და ა.შ.

გემის საზღვაო ვარგისიანობა

გემის უნარი, დარჩეს წყალში, წყალთან ურთიერთქმედდეს და არ ჩაიძიროს და არ ჩაიძიროს დატბორვისას, ხასიათდება მისი ზღვისუნარიანობით. ესენია: გამძლეობა, სტაბილურობა და ჩაძირვის უნარი.

ბუანიზმი. Buoyancy არის გემის უნარი ცურავს წყლის ზედაპირზე, რომელსაც აქვს მოცემული ნაკადი. რაც უფრო მეტ წონას დადებთ ნავზე, მით უფრო ღრმად ჩაიძირება წყალში, მაგრამ არ დაკარგავს ტენიანობას მანამ, სანამ წყალი არ დაიწყებს გარსს.

კორპუსში ან ხვრელში გაჟონვის, ასევე ქარიშხლიანი ამინდის დროს ჭურჭელში წყლის მოხვედრის შემთხვევაში, მისი წონა იზრდება. მაშასადამე, ხომალდს უნდა ჰქონდეს ტევადობის რეზერვი.

გამაძლიერებელი რეზერვი -ეს არის გემის კორპუსის წყალგაუმტარი მოცულობა, რომელიც მდებარეობს ტვირთის წყალსადენსა და გვერდის ზედა კიდეს შორის. თუ არ არის ძაბვის რეზერვი, გემი ჩაიძირება, თუ თუნდაც მცირე რაოდენობით წყალი მოხვდება კორპუსის შიგნით.

გემის უსაფრთხო ნავიგაციისთვის აუცილებელი ტევადობის რეზერვი უზრუნველყოფილია გემისთვის საკმარისი სიმაღლის მინიჭებით, აგრეთვე წყალგაუმტარი საკეტებითა და საყრდენების არსებობით კუპეებსა და საყრდენ ბლოკებს შორის - სტრუქტურული ელემენტები პატარა გემის კორპუსის შიგნით. მასალის მყარი ბლოკი (მაგალითად, პოლისტირონი), რომელსაც აქვს ერთზე ნაკლები სიმკვრივე. ასეთი საყრდენებისა და ბუასილის ბლოკების არარსებობის შემთხვევაში, კორპუსის წყალქვეშა ნაწილში ნებისმიერი ხვრელი იწვევს ბორბლის რეზერვის სრულ დაკარგვას და გემის დაღუპვას.

ბუანულობის რეზერვი დამოკიდებულია დაფის სიმაღლეზე - რაც უფრო მაღალია დაფა, მით მეტია ბუანუსის რეზერვი. ეს რეზერვი სტანდარტიზებულია ბორდის მინიმალური სიმაღლით, იმის მიხედვით, თუ რა მნიშვნელობისაა უსაფრთხო ნავიგაციის არეალი და ნაპირიდან დასაშვები მანძილი კონკრეტული პატარა გემისთვის. ამასთან, დაფის სიმაღლის ბოროტად გამოყენება არ შეიძლება, რადგან ეს გავლენას ახდენს სხვა თანაბრად მნიშვნელოვან ხარისხზე - სტაბილურობაზე

სტაბილურობა.სტაბილურობა არის გემის უნარი გაუძლოს მის დახრილობას და ამ ძალების შეწყვეტის შემდეგ (ქარი, ტალღა, მგზავრების მოძრაობა და ა.შ.) დაუბრუნდეს საწყის წონასწორობას. იმავე გემს შეიძლება ჰქონდეს კარგი სტაბილურობა, თუ ტვირთი მდებარეობს ფსკერთან ახლოს და შეიძლება ნაწილობრივ ან მთლიანად დაკარგოს სტაბილურობა, თუ ტვირთი ან ხალხი ოდნავ მაღლა იქნება განთავსებული.

არსებობს სტაბილურობის ორი ტიპი: განივი და გრძივი. განივი მდგრადობა ვლინდება მაშინ, როცა გემი გორავს, ე.ი. ბორტზე დახრისას. ნავიგაციის დროს გემზე მოქმედებს ორი ძალა: გრავიტაცია და მხარდაჭერა. გემის სიმძიმის ძალის შედეგი D (ნახ. 1, ა), მიმართული ქვევით, პირობითად გამოყენებული იქნება G წერტილში, რომელსაც ეწოდება სიმძიმის ცენტრი (CG), ხოლო საყრდენი ძალების შედეგი A, მიმართული ზემოთ, იქნება. პირობითად გამოიყენება C სიმძიმის ცენტრში წყლის ჭურჭელში ჩაძირული ნაწილის, რომელსაც უწოდებენ სიდიდის ცენტრს (CV). როდესაც გემს არ აქვს მორთვა, CG და CV განთავსდება გემის ცენტრალურ სიბრტყეში (DP).

ნახ. 1 მიზიდულობის და საყრდენი ძალების განლაგება ერთმანეთთან შედარებით გემის სხვადასხვა პოზიციებზე

ho მნიშვნელობა ახასიათებს გემის მდგრადობას დაბალ დახრილობაზე. M წერტილის პოზიცია ამ პირობებში თითქმის დამოუკიდებელია გორგოლაჭის კუთხისგან f.

ძალა D და თანაბარი დამხმარე ძალა A ქმნიან ძალების წყვილს მხრით /, რომელიც ქმნის აღდგენის მომენტს MB=Dl. ეს მომენტი გემს თავდაპირველ მდგომარეობაში აბრუნებს. გაითვალისწინეთ, რომ CG არის M წერტილის ქვემოთ.

ახლა წარმოიდგინეთ, რომ დამატებითი დატვირთვა მოთავსებულია იმავე გემის გემბანზე (ნახ. 1, გ). შედეგად, CG განლაგდება მნიშვნელოვნად მაღლა, ხოლო როლის დროს, წერტილი M იქნება მის ქვემოთ. შედეგად მიღებული ძალების წყვილი აღარ შექმნის აღდგენის მომენტს, არამედ გადაბრუნების მომენტს Mopr. შესაბამისად, გემი არასტაბილური იქნება და ჩაიძირება.

გემის ლატერალურ მდგრადობაზე დიდ გავლენას ახდენს კორპუსის სიგანე: რაც უფრო ფართოა კორპუსი, მით უფრო სტაბილურია ხომალდი და, პირიქით, რაც უფრო ვიწრო და მაღალია კორპუსი, მით უარესია სტაბილურობა.

მცირე ჩქაროსნული გემებისთვის (განსაკუთრებით ტალღების დროს მაღალი სიჩქარით მოძრაობისას), გრძივი მდგრადობის შენარჩუნება ყოველთვის არ არის მოგვარებული პრობლემა.

პატარა კილის გემებისთვის საწყისი მეტაცენტრული სიმაღლეა, როგორც წესი, 0.3 - 0.6 მ. გემის სტაბილურობა დამოკიდებულია გემის დატვირთვაზე, ტვირთის მოძრაობაზე, მგზავრებზე და სხვა მიზეზებზე. რაც უფრო დიდია მეტაცენტრული სიმაღლე, მით მეტია გასწორების მომენტი და მით უფრო სტაბილურია ჭურჭელი, თუმცა, მაღალი მდგრადობის პირობებში ჭურჭელს აქვს მკვეთრი როლი. სტაბილურობას აუმჯობესებს ძრავის დაბალი პოზიცია, საწვავის ავზი, სავარძლები და ტვირთისა და ხალხის სათანადო განლაგება.

ძლიერი ქარების დროს ძლიერი ტალღა ეცემა გვერდზე და ზოგიერთ სხვა შემთხვევაში გემის ბრუნვა სწრაფად იზრდება და ჩნდება დინამიური ქუსლების მომენტი. ამ შემთხვევაში, გემის ბორბალი გაიზრდება მას შემდეგაც, რაც ქუსლისა და გასწორების მომენტები თანაბარია. ეს ხდება ინერციული ძალის მოქმედების გამო. როგორც წესი, ასეთი რულონი ორჯერ დიდია, ვიდრე რულონი იმავე ქუსლის მომენტის სტატიკური მოქმედებიდან. ამიტომ, ქარიშხლიან ამინდში ნაოსნობა, განსაკუთრებით მცირე გემებისთვის, ძალიან საშიშია.

გრძივი სტაბილურობამოქმედებს მაშინ, როცა გემი დახრილია მშვილდზე ან ღერზე, ე.ი. პიჩინგის დროს. ნავიგატორმა ეს სტაბილურობა უნდა გაითვალისწინოს ტალღების დროს მაღალი სიჩქარით მოძრაობისას, რადგან ცხვირ წყალში ჩამარხული ნავი ან მოტორიანი ნავი შეიძლება ვერ აღადგინოს თავდაპირველი მდგომარეობა და ჩაიძიროს, ზოგჯერ კი ჩაიძიროს.

გემის სტაბილურობაზე მოქმედი ფაქტორები:

ა) გემის მდგრადობაზე ყველაზე დიდ გავლენას ახდენს მისი სიგანე: რაც უფრო დიდია იგი სიგრძესთან, გვერდის სიმაღლესთან და ნაკადთან მიმართებაში, მით უფრო მაღალია სტაბილურობა.

ბ) პატარა ჭურჭლის მდგრადობა იზრდება, თუ კორპუსის ჩაძირული ნაწილის ფორმა იცვლება ქუსლის დიდი კუთხით. ეს განცხადება, მაგალითად, არის საფუძველი გვერდითი ბუჩქებისა და ქაფიანი ფარფლების მოქმედებისა, რომლებიც წყალში ჩაძირვისას ქმნის დამატებით გასწორების მომენტს.

გ) სტაბილურობა უარესდება, თუ გემს აქვს საწვავის ავზები ზედაპირული სარკეთი გვერდიდან მეორეზე, ამიტომ ამ ავზებს უნდა ჰქონდეთ შიდა ტიხრები.

დ) სტაბილურობაზე ყველაზე დიდ გავლენას ახდენს მგზავრებისა და ტვირთის განთავსება გემზე, რაც შეიძლება დაბლა; პატარა გემზე ადამიანებს არ უნდა მიეცეთ ბორტზე ჯდომა ან თვითნებურად გადაადგილება, როცა ის მოძრაობს. ტვირთი საიმედოდ უნდა იყოს დამაგრებული, რათა არ მოხდეს მათი მოულოდნელი გადაადგილება შესანახი ადგილებიდან ე) ძლიერი ქარისა და ტალღების დროს ქუსლის მომენტის ეფექტი ძალზე საშიშია გემისთვის, ამიტომ ამინდის პირობების გაუარესების გამო აუცილებელია გემის მიყვანა თავშესაფარი და დაელოდე ცუდ ამინდს. თუ ამის გაკეთება შეუძლებელია ნაპირამდე მნიშვნელოვანი მანძილის გამო, მაშინ ქარიშხლიან პირობებში უნდა ეცადოთ გემი „ქარისკენ“ დაიჭიროთ, ზღვის ლანჩი გადააგდოთ და ძრავა დაბალი სიჩქარით აწარმოოთ.

ჩაძირვადი.ჩაძირვის უნარი არის გემის უნარი, დარჩეს გამძლე გემის ნაწილის დატბორვის შემდეგ.

ჩაძირვა უზრუნველყოფილია კონსტრუქციულად - კორპუსის წყალგაუმტარ კუპეებად დაყოფით, ჭურჭლის აღჭურვით ბუანტური ბლოკებით და სადრენაჟო საშუალებებით.

კორპუსის არადატბორილი მოცულობები ყველაზე ხშირად დამზადებულია ქაფის ბლოკებისგან. მისი საჭირო რაოდენობა და მდებარეობა გამოითვლება იმისთვის, რომ უზრუნველყოს გადაუდებელი ტევადობის რეზერვი და შეინარჩუნოს საავარიო ხომალდი „თანაბარი კილის“ მდგომარეობაში.

რა თქმა უნდა, ძლიერი ზღვების პირობებში, ყველა საავტომობილო ნავი ან საჭრელი, რომელმაც მიიღო ხვრელი, არ უზრუნველყოფს ამ მოთხოვნების შესრულებას.

მცირე გემის მანევრირება

გემის ძირითადი მანევრირების თვისებებია: კონტროლირებადი, ცირკულაცია, ამძრავი და ინერცია.

კონტროლირებადი.კონტროლირებადობა არის გემის უნარი შეინარჩუნოს მოძრაობის მოცემული მიმართულება საჭის მუდმივი პოზიციით მოძრაობისას (სათაურის სტაბილურობა) და შეცვალოს მისი მოძრაობის მიმართულება საჭის გავლენის ქვეშ მოძრაობისას (სისწრაფე).

კურსის სტაბილურობაჭურჭლის თვისებაა შეინარჩუნოს მოძრაობის სწორი მიმართულება. თუ გემი, საჭით სწორ მდგომარეობაში, გადახრის კურსს, მაშინ ამ ფენომენს, როგორც წესი, გემის დახრილობას უწოდებენ.

თუ გემი, საჭით სწორ მდგომარეობაში, გადახრის კურსს, მაშინ ამ ფენომენს, როგორც წესი, გემის დახრილობას უწოდებენ.

ყაბზობის მიზეზები შეიძლება იყოს მუდმივი ან დროებითი. მუდმივი მიზეზები მოიცავს გემის დიზაინის მახასიათებლებს: კორპუსის ბლაგვი მშვილდის კონტურები, გემის სიგრძესა და მის სიგანეს შორის შეუსაბამობა, საჭის პირის არასაკმარისი ფართობი, პროპელერის ბრუნვის გავლენა.

დროებითი ამოვარდნა შეიძლება გამოწვეული იყოს ჭურჭლის არასათანადო დატვირთვით, ქარი, არაღრმა წყალი, არათანაბარი დინებები და ა.შ.

"კურსის სტაბილურობის" და "სისწრაფის" ცნებები ურთიერთგამომრიცხავია, მაგრამ ეს თვისებები თანდაყოლილია თითქმის ყველა გემში და ახასიათებს მათ მართვადობას.

კონტროლირებადობაზე გავლენას ახდენს მრავალი ფაქტორი და მიზეზი, რომელთაგან მთავარია საჭის მოქმედება, პროპელერის მუშაობა და მათი ურთიერთქმედება.

სისწრაფე- გემის თვისება, რომ შეცვალოს მოძრაობის მიმართულება საჭის გავლენის ქვეშ. ეს ხარისხი, უპირველეს ყოვლისა, დამოკიდებულია კორპუსის სიგრძისა და სიგანის სწორ თანაფარდობაზე, მისი კონტურების ფორმაზე, აგრეთვე საჭის პირის ფართობზე.

გემის კონტროლირებადი მახასიათებლები წინიდან უკან გადასვლისას

ნავმისადგომის ოპერაციების განხორციელებისას ან გემის სასწრაფო გაჩერების აუცილებლობისას (შეჯახების რისკი, დამიწების თავიდან აცილება, პირის დახმარება ზღვაში და ა.შ.), აუცილებელია გადახვიდეთ წინიდან უკუზე. ამ შემთხვევებში, ნავიგატორმა უნდა გაითვალისწინოს, რომ პირველ წამებში, მარჯვენა მბრუნავი პროპელერის მუშაობის შეცვლისას წინიდან უკანა მიმართულებით, საყრდენი სწრაფად გადატრიალდება მარცხნივ, ხოლო მარცხენა ბრუნვის პროპელერით - მარჯვნივ.

კონტროლირებადობაზე მოქმედი მიზეზები

საჭის და მბრუნავი პროპელერის გარდა, გემის სტაბილურობასა და სისწრაფეზე გავლენას ახდენს სხვა ფაქტორები, ისევე როგორც გემის დიზაინის მთელი რიგი მახასიათებლები: ძირითადი ზომების თანაფარდობა, კორპუსის კონტურების ფორმა, საჭის და პროპელერის პარამეტრები. კონტროლირებადობა ასევე დამოკიდებულია ნაოსნობის პირობებზე: გემის დატვირთვის ბუნებაზე, ჰიდრომეტეოროლოგიურ ფაქტორებზე.

ტირაჟითუ გემის მოძრაობისას საჭეს რომელიმე მხარეს გადაიტანთ, გემი დაიწყებს შემობრუნებას და აღწერს მრუდი ხაზს წყალზე. ამ მრუდს, რომელიც აღწერილია გემის სიმძიმის ცენტრის მიერ შემობრუნების დროს, ეწოდება ცირკულაციის ხაზს (ნახ. 2) და მანძილი გემის ცენტრალურ სიბრტყეს შორის წინა კურსზე და მის ცენტრალურ სიბრტყეს შორის დაბრუნების კურსის ჩართვის შემდეგ ( 180) არის ტაქტიკური ცირკულაციის დიამეტრი. რაც უფრო მცირეა ტაქტიკური ცირკულაციის დიამეტრი, მით უკეთესია გემის მანევრირება. ეს მრუდი ახლოს არის წრესთან და მისი დიამეტრი გემის მანევრირების საზომს წარმოადგენს

ცირკულაციის დიამეტრი ჩვეულებრივ იზომება მეტრებში. მცირე საავტომობილო გემებისთვის, ტაქტიკური ცირკულაციის დიამეტრის ზომა უმეტეს შემთხვევაში უდრის 2-3 გემის სიგრძეს. ყველა მძღოლმა უნდა იცოდეს გემის ცირკულაციის დიამეტრი, რომელიც უნდა აკონტროლოს, რადგან სწორი და უსაფრთხო მანევრირება დიდწილად ამაზეა დამოკიდებული. ჭურჭლის სიჩქარე ცირკულაციის დროს მცირდება 30%-მდე. არასოდეს უნდა დაგვავიწყდეს, რომ მრუდის გასწვრივ მოძრაობისას გემზე მოქმედებს ცენტრიდანული ძალა (ნახ. 3), რომელიც მიმართულია გამრუდების ცენტრიდან გარე მხარეს და მიმართულია გემის სიმძიმის ცენტრზე.

ნახ 2 ცირკულაცია /—ცირკულირების ხაზი, 2—ტაქტიკური ცირკულაციის დიამეტრი, 3—სტაბილური ცირკულაციის დიამეტრი

ცენტრიდანული ძალისგან წარმოქმნილი ჭურჭლის დრიფტს ხელს უშლის წყლის წინააღმდეგობის ძალა - გვერდითი წინააღმდეგობა, რომლის გამოყენების წერტილი მდებარეობს სიმძიმის ცენტრის ქვემოთ. შედეგად, წარმოიქმნება ძალების წყვილი, რომელიც ქმნის ბორტზე ბრუნვის მიმართულების საწინააღმდეგოდ. Roll იზრდება, როდესაც გემის სიმძიმის ცენტრი იზრდება გვერდითი წინააღმდეგობის ცენტრის ზემოთ და მეტაცენტრული სიმაღლე მცირდება.

ბრუნვის სიჩქარის მატება და ცირკულაციის დიამეტრის დაქვეითება საგრძნობლად ზრდის რგოლს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ჭურჭლის გადახვევა. ამიტომ, არასოდეს გააკეთოთ მკვეთრი შემობრუნება, როცა ნავი დიდი სიჩქარით მოძრაობს.

ჩვეულებრივი გადაადგილების ჭურჭლისგან განსხვავებით, სისხლძარღვები, რომლებსაც აქვთ პლანშეტური კონტურები ცირკულაციაზე, ბრუნავს შიგნით (ნახ. 4). ეს ხდება დამატებითი ამწევი ძალისგან, რომელიც წარმოიქმნება კორპუსზე გვერდითი გადაადგილების დროს დაგეგმვის კონტურების გამო. ამავდროულად, ცენტრიდანული ძალის გავლენის ქვეშ სრიალი ხდება გარედან, რის გამოც დასაგეგმ გემებს ოდნავ უფრო დიდი ცირკულაცია აქვთ გადაადგილებულ გემებთან შედარებით.

მიმოქცევის დიამეტრის გარდა, მისი დროც უნდა იცოდე, ე.ი. დრო სჭირდება გემს 360°-იანი შემობრუნებისთვის.

დასახელებული ცირკულაციის ელემენტები დამოკიდებულია გემის გადაადგილებაზე და ტვირთის განლაგების ბუნებაზე მის სიგრძეზე, ასევე სიჩქარეზე. დაბალი სიჩქარით ცირკულაციის დიამეტრი უფრო მცირეა.

მობილურობა.მოძრაობა არის გემის უნარი გადაადგილდეს გარკვეული სიჩქარით ძრავის მოცემული სიმძლავრით, ხოლო გადალახოს მოძრაობის წინააღმდეგობის ძალები.

ჭურჭლის მოძრაობა შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ არსებობს გარკვეული ძალა, რომელსაც შეუძლია გადალახოს წყლის წინააღმდეგობა - ბიძგი. მუდმივი სიჩქარით გაჩერების რაოდენობა უდრის წყლის წინააღმდეგობის რაოდენობას. გემის სიჩქარე და ბიძგი დაკავშირებულია შემდეგი ურთიერთობით:

რ. V=ho-N.სად:ვ - გემის სიჩქარე; K - წყლის წინააღმდეგობა; N - ძრავის სიმძლავრე;ჰო -ეფექტურობა=0.5.

ეს განტოლება აჩვენებს, რომ სიჩქარის მატებასთან ერთად იზრდება წყლის წინააღმდეგობაც. თუმცა, ამ დამოკიდებულებას განსხვავებული ფიზიკური მნიშვნელობა და ხასიათი აქვს გადაადგილებული გემებისა და დასაგეგმავი გემებისთვის.

მაგალითად, გადაადგილების ჭურჭლის სიჩქარით V = 2 ÖL, კმ/სთ (L არის გემის სიგრძე, m), წყლის წინააღმდეგობა K შედგება წყლის ხახუნის წინააღმდეგობისგან კორპუსზე. კანისა და ფორმის წინააღმდეგობა, რომელიც იქმნება წყლის ტურბულენტობით. როდესაც ამ ჭურჭლის სიჩქარე აღემატება მითითებულ მნიშვნელობას, ტალღები იწყება და ორ წინააღმდეგობას ემატება მესამე წინააღმდეგობა - ტალღის წინააღმდეგობა. ტალღის წევა მკვეთრად იზრდება სიჩქარის მატებასთან ერთად.

გემების დასაგეგმად, წყლის წინააღმდეგობის ბუნება იგივეა, რაც გადაადგილების გემებისთვის და სიჩქარის მნიშვნელობა არის V = 8 ÖL კმ/სთ. თუმცა, სიჩქარის შემდგომი მატებასთან ერთად, გემი იღებს მნიშვნელოვან მორთვას უკანა მხარეს და მისი მშვილდი იზრდება. მოძრაობის ამ რეჟიმს ეწოდება გარდამავალი (გადაადგილებიდან დაგეგმვამდე). დაგეგმვის დაწყების დამახასიათებელი ნიშანი არის გემის სიჩქარის სპონტანური ზრდა. ეს ფენომენი გამოწვეულია იმით, რომ მშვილდის აწევის შემდეგ, ჭურჭლისადმი წყლის საერთო წინააღმდეგობა მცირდება, ის თითქოს „იცურავს“ და ზრდის სიჩქარეს მუდმივი სიმძლავრის შენარჩუნებისას.

დაგეგმვისას წარმოიქმნება წყლის წინააღმდეგობის კიდევ ერთი ტიპი - შპრიცის წინააღმდეგობა, ხოლო ტალღის წინააღმდეგობა და ფორმის წინააღმდეგობა მკვეთრად მცირდება და მათი მნიშვნელობები პრაქტიკულად ნულამდე მცირდება.

ამრიგად, ოთხი სახის წინააღმდეგობა გავლენას ახდენს გემის მოძრაობაზე:

ხახუნის წინააღმდეგობა- დამოკიდებულია ჭურჭლის დასველებული ზედაპირის ფართობზე, მისი დამუშავების ხარისხზე და დაბინძურების ხარისხზე (წყალმცენარეები, მოლუსკები და ა.შ.);

ფორმის წინააღმდეგობა- დამოკიდებულია ჭურჭლის კორპუსის გამარტივებაზე, რაც თავის მხრივ უკეთესია, რაც უფრო მკვეთრია წინა მხარე და უფრო დიდია გემის სიგრძე სიგანესთან შედარებით;

დამახასიათებელი წინაღობა- დამოკიდებულია მშვილდის ფორმაზე და ჭურჭლის სიგრძეზე, რაც უფრო გრძელია ჭურჭელი, მით ნაკლებია ტალღის წარმოქმნა;

გაწურვის წინააღმდეგობა- დამოკიდებულია სხეულის სიგანის თანაფარდობაზე მის სიგრძეზე.

დასკვნა: 1. გადაადგილებული ჭურჭელი ვიწრო კორპუსით, მრგვალი სანაღვლე ხაზებით და წვეტიანი მშვილდითა და წინა ბოლოებით განიცდიან ყველაზე ნაკლებ წყალგამძლეობას.

2. გემების დასაგეგმად, ტალღების არარსებობის შემთხვევაში, ფართო ბრტყელძირიანი კორპუსი ტრანსმის წინამხარით უზრუნველყოფს ყველაზე ნაკლებ წყალგამძლეობას უდიდესი ჰიდროდინამიკური ამწევით.

უფრო საზღვაო დასაგეგმი ხომალდები კეკლიანი ან ნახევრად კილეიანი კორპუსით. ამ გემების სიჩქარის მატება მიიღწევა გრძივი საფეხურებითა და ნაღვლის სპრეის მცველებით.

ინერცია.გემის ძალიან მნიშვნელოვანი მანევრირების ხარისხი მისი ინერციაა. ის ჩვეულებრივ ფასდება სამუხრუჭე მანძილის სიგრძით, სანაპირო და აჩქარების ბილიკებით, ასევე მათი ხანგრძლივობით. მანძილს, რომელსაც ჭურჭელი ფარავს დროის განმავლობაში, იმ მომენტიდან, როდესაც ძრავა მთლიანად წინ გადადის უკან, სანამ ხომალდი საბოლოოდ გაჩერდება, ეწოდება დამუხრუჭების მანძილი. ეს მანძილი ჩვეულებრივ გამოიხატება მეტრებში, ნაკლებად ხშირად გემის სიგრძეში. მანძილს, რომელსაც ჭურჭელი ფარავს იმ პერიოდის განმავლობაში, იმ მომენტიდან, როდესაც ძრავა შეჩერდება წინ მოძრაობით, სანამ ხომალდი მთლიანად გაჩერდება წყლის წინააღმდეგობის გავლენის ქვეშ, ეწოდება სანაპირო. მანძილს, რომელსაც გემი გადის ძრავის ჩართვის მომენტიდან წინსვლის სიჩქარემდე, სანამ სრული სიჩქარე მიიღწევა მოცემული ძრავის მუშაობის რეჟიმში, ეწოდება აჩქარების გზა. მძღოლის მიერ მისი გემის ზემოაღნიშნული თვისებების ზუსტი ცოდნა მნიშვნელოვნად უზრუნველყოფს მანევრირების უსაფრთხოებას ვიწრო ადგილებში და გზის სავალი ნაწილის ნავიგაციის ვიწრო პირობებით. გახსოვდეს! მოტორიზებულ ნავებს არ აქვთ მუხრუჭები, ამიტომ მათ ხშირად სჭირდებათ გაცილებით მეტი მანძილი და დრო ინერციის შთანთქმისთვის, ვიდრე, ვთქვათ, მანქანას.

გემზე ტვირთის ფარდობითი პოზიციის მიხედვით, ნავიგატორს ყოველთვის შეუძლია მოძებნოს მეტაცენტრული სიმაღლის ყველაზე ხელსაყრელი მნიშვნელობა, რომლის დროსაც გემი იქნება საკმარისად სტაბილური და ნაკლებად ექვემდებარება პიჩირებას.

ქუსლის მომენტი არის ტვირთის წონის პროდუქტი, რომელიც მოძრაობს გემზე და მხრის გასწვრივ, ტოლია მოძრაობის მანძილისა. თუ ადამიანი იწონის 75 კგ,ნაპირზე ჯდომა გემზე გადაადგილდება 0,5-ით მ,მაშინ ქუსლის მომენტი ტოლი იქნება 75 * 0.5 = 37.5 კგ/მ.

სურათი 91.სტატიკური სტაბილურობის დიაგრამა

გემის ქუსლების 10°-ით შესაცვლელად, აუცილებელია გემის სრული გადაადგილება მთლიანად სიმეტრიულად ცენტრალურ სიბრტყესთან შედარებით.

გემის დატვირთვა უნდა შემოწმდეს ორივე მხრიდან გაზომილი ნაკაწრებით. ინკლინომეტრი დამონტაჟებულია ცენტრალური სიბრტყის მკაცრად პერპენდიკულარულად ისე, რომ იგი აჩვენებს 0°-ს.

ამის შემდეგ, თქვენ უნდა გადაიტანოთ ტვირთები (მაგალითად, ადამიანები) წინასწარ მონიშნულ დისტანციებზე, სანამ ინკლინომეტრი არ აჩვენებს 10°-ს. საცდელი ექსპერიმენტი უნდა ჩატარდეს შემდეგნაირად: დახრილი გემი ერთ მხარეს და შემდეგ მეორე მხარეს.

გემის დამაგრების მომენტების ცოდნა სხვადასხვა (ყველაზე დიდი) კუთხით ქუსლზე, ​​შესაძლებელია სტატიკური სტაბილურობის დიაგრამის აგება (ნახ. 91), რომელიც შეაფასებს გემის მდგრადობას.

სტაბილურობა შეიძლება გაიზარდოს ჭურჭლის სიგანის გაზრდით, სიმძიმის ცენტრის დაწევით და მკაცრი გამონაყარის დაყენებით.

თუ გემის სიმძიმის ცენტრი მდებარეობს სიდიდის ცენტრის ქვემოთ, მაშინ ხომალდი ითვლება ძალიან სტაბილურად, რადგან გორგოლაჭის დროს დამხმარე ძალა არ იცვლება სიდიდისა და მიმართულებით, მაგრამ მისი გამოყენების წერტილი გადადის დახრისკენ. ჭურჭელი (სურ. 92, ა).

ამიტომ, ქუსლების დადგომისას, ყალიბდება ძალების წყვილი დადებითი აღდგენის მომენტით, რომლებიც მიდრეკილნი არიან დააბრუნონ გემი ნორმალურ ვერტიკალურ მდგომარეობაში სწორ კედელზე. ადვილია იმის დამოწმება, რომ h>0, მეტაცენტრული სიმაღლით 0-ის ტოლია. ეს დამახასიათებელია მძიმე კილის მქონე იახტებისთვის და არ არის ტიპიური ჩვეულებრივი კორპუსის სტრუქტურის უფრო დიდი გემებისთვის.

თუ სიმძიმის ცენტრი მდებარეობს სიდიდის ცენტრის ზემოთ, მაშინ შესაძლებელია სტაბილურობის სამი შემთხვევა, რაც ნავიგატორმა კარგად უნდა იცოდეს.

სტაბილურობის პირველი შემთხვევა.

მეტაცენტრული სიმაღლე h>0. თუ სიმძიმის ცენტრი მდებარეობს სიდიდის ცენტრის ზემოთ, მაშინ როცა ხომალდი დახრილ მდგომარეობაშია, დამხმარე ძალის მოქმედების ხაზი კვეთს ცენტრის სიბრტყეს სიმძიმის ცენტრის ზემოთ (სურ. 92, ბ).

ბრინჯი. 92.სტაბილური გემის საქმე

ამ შემთხვევაში ასევე ყალიბდება რამდენიმე ძალა დადებითი აღდგენის მომენტით. ეს ტიპიურია ჩვეულებრივი ფორმის ნავების უმეტესობისთვის. სტაბილურობა ამ შემთხვევაში დამოკიდებულია კორპუსზე და სიმძიმის ცენტრის პოზიციაზე სიმაღლეზე.

ქუსლზე დადგომისას, ქუსლიანი მხარე წყალში შედის და ქმნის დამატებით ძაბვას, გემის გასწორებას. თუმცა, როდესაც გემი ტრიალებს თხევადი და ნაყარი ტვირთით, რომელსაც შეუძლია გადაადგილება რულონისკენ, სიმძიმის ცენტრიც გადაინაცვლებს რულონისკენ. თუ გრავიტაციის ცენტრი გორგოლაჭის დროს გადადის ქლიავის ხაზის მიღმა, რომელიც აკავშირებს სიდიდის ცენტრს მეტაცენტრთან, მაშინ გემი ჩაიძირება.

არასტაბილური გემის მეორე შემთხვევა ინდიფერენტულ წონასწორობაში.

მეტაცენტრული სიმაღლე h = 0. თუ სიმძიმის ცენტრი დგას სიდიდის ცენტრის ზემოთ, მაშინ გორგოლაჭის დროს დამხმარე ძალის მოქმედების ხაზი გადის სიმძიმის ცენტრში MG = 0 (სურ. 93).

ამ შემთხვევაში, სიდიდის ცენტრი ყოველთვის განლაგებულია იმავე ვერტიკალურზე, როგორც სიმძიმის ცენტრი, ამიტომ არ არსებობს ძალების აღდგენის წყვილი. გარე ძალების გავლენის გარეშე გემი ვერ დაბრუნდება ვერტიკალურ მდგომარეობაში.

ამ შემთხვევაში განსაკუთრებით საშიში და სრულიად მიუღებელია გემზე თხევადი და ნაყარი ტვირთის გადაზიდვა: ოდნავი რხევით ხომალდი გადაიქცევა. ეს დამახასიათებელია მრგვალი ჩარჩოს მქონე კატარღებისთვის.

არასტაბილური ჭურჭლის მესამე შემთხვევა არასტაბილურ წონასწორობაში.

მეტაცენტრული სიმაღლე თ<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).

თქვენი კარგი სამუშაოს გაგზავნა ცოდნის ბაზაში მარტივია. გამოიყენეთ ქვემოთ მოცემული ფორმა

სტუდენტები, კურსდამთავრებულები, ახალგაზრდა მეცნიერები, რომლებიც იყენებენ ცოდნის ბაზას სწავლასა და მუშაობაში, ძალიან მადლობლები იქნებიან თქვენი.

გამოქვეყნებულია http://www.allbest.ru/

გემის საწყისი სტაბილურობა

1. სტაბილურობის ზოგადი კონცეფცია

სტაბილურობა არის გემის უნარი, წინააღმდეგობა გაუწიოს ძალებს, რომლებიც ახდენენ მას წონასწორობის პოზიციიდან და დაუბრუნდეს თავდაპირველ წონასწორობას ამ ძალების მოქმედების შეწყვეტის შემდეგ.

ჭურჭლის წონასწორობის პირობები არ არის საკმარისი იმისათვის, რომ იგი მუდმივად ცურავს მოცემულ პოზიციაში წყლის ზედაპირთან შედარებით. ასევე აუცილებელია, რომ გემის ბალანსი იყოს სტაბილური. თვისებას, რომელსაც მექანიკაში წონასწორობის სტაბილურობას უწოდებენ, გემის თეორიაში ჩვეულებრივ სტაბილურობას უწოდებენ. ამგვარად, ბუანობა უზრუნველყოფს გემის წონასწორობის პირობებს მოცემული დაშვებით, ხოლო სტაბილურობა უზრუნველყოფს ამ პოზიციის შენარჩუნებას.

ჭურჭლის სტაბილურობა იცვლება დახრილობის კუთხის გაზრდით და გარკვეული მნიშვნელობით იგი მთლიანად იკარგება. აქედან გამომდინარე, მიზანშეწონილია შევისწავლოთ გემის სტაბილურობა მცირე (თეორიულად უსასრულო) გადახრებზე წონასწორობის პოზიციიდან I = 0, W = 0 და შემდეგ განვსაზღვროთ მისი მდგრადობის მახასიათებლები, მათი დასაშვები საზღვრები დიდ მიდრეკილებებზე.

ჩვეულებრივ უნდა განვასხვავოთ გემის მდგრადობა დახრილობის მცირე კუთხით (საწყისი სტაბილურობა) და სტაბილურობა დახრილობის დიდი კუთხით.

მცირე მიდრეკილებების განხილვისას შესაძლებელია რამდენიმე ვარაუდის გაკეთება, რაც საშუალებას გაძლევთ შეისწავლოთ გემის საწყისი სტაბილურობა ხაზოვანი თეორიის ფარგლებში და მიიღოთ მისი მახასიათებლების მარტივი მათემატიკური დამოკიდებულებები. გემის სტაბილურობა დახრილობის დიდი კუთხით შესწავლილია დახვეწილი არაწრფივი თეორიის გამოყენებით. ბუნებრივია, გემის სტაბილურობის თვისება ერთგვაროვანია და მიღებული დაყოფა წმინდა მეთოდოლოგიური ხასიათისაა.

ჭურჭლის მდგრადობის შესწავლისას გათვალისწინებულია მისი დახრილობები ორ ურთიერთ პერპენდიკულარულ სიბრტყეში - განივი და გრძივი. როდესაც გემი იხრება განივი სიბრტყეში, რომელიც განსაზღვრულია გორგოლაჭების კუთხით, შესწავლილია მისი გვერდითი სტაბილურობა; გრძივი სიბრტყეში დახრილობისას, რომელიც განსაზღვრულია მორთვის კუთხეებით, შესწავლილია მისი გრძივი მდგრადობა.

თუ გემი იხრება მნიშვნელოვანი კუთხური აჩქარების გარეშე (თხევადი ტვირთის ამოტუმბვა, წყლის ნელი ნაკადი კუპეში), მაშინ სტაბილურობას სტატიკური ეწოდება.

ზოგიერთ შემთხვევაში, გემის დახრილი ძალები მოქმედებენ უეცრად, რაც იწვევს მნიშვნელოვან კუთხური აჩქარებას (ქარის ჭექა-ქუხილი, ტალღების გადახვევა და ა.შ.). ასეთ შემთხვევებში განიხილება დინამიური სტაბილურობა.

სტაბილურობა გემის ძალიან მნიშვნელოვანი საზღვაო თვისებაა; იგი უზრუნველყოფს გემის ცურვას მოცემულ პოზიციაში წყლის ზედაპირთან შედარებით, რაც აუცილებელია მოძრაობისა და მანევრის უზრუნველსაყოფად. ჭურჭლის მდგრადობის დაქვეითებამ შეიძლება გამოიწვიოს გადაუდებელი გადახვევა და მორთვა, ხოლო მდგრადობის სრულმა დაკარგვამ შეიძლება გამოიწვიოს მისი გადახვევა.

გემის სტაბილურობის სახიფათო შემცირების თავიდან ასაცილებლად, ეკიპაჟის ყველა წევრი ვალდებულია:

ყოველთვის გქონდეთ მკაფიო გაგება გემის სტაბილურობის შესახებ;

იცოდეთ მიზეზები, რომლებიც ამცირებს სტაბილურობას;

იცოდე და შეძლოს გამოიყენოს ყველა საშუალება და ზომა სტაბილურობის შესანარჩუნებლად და აღდგენისთვის.

2. ჭურჭლის თანაბარი მოცულობითი დახრილობები. ეილერის თეორემა

გემის მდგრადობა შესწავლილია ეგრეთ წოდებული თანაბარი მოცულობის დახრილობების პირობებში, რომლებშიც წყალქვეშა მოცულობის მნიშვნელობა უცვლელი რჩება და მხოლოდ გემის წყალქვეშა ნაწილის ფორმა იცვლება.

წარმოგიდგენთ ჭურჭლის დახრილობასთან დაკავშირებულ ძირითად განმარტებებს:

დახრილობის ღერძი არის ორი წყლის ხაზის სიბრტყეების გადაკვეთის ხაზი;

დახრილობის სიბრტყე არის დახრილობის ღერძის პერპენდიკულარული სიბრტყე, რომელიც გადის ჭურჭლის საწყისი წონასწორობის პოზიციის შესაბამისი CV-ში.

დახრილობის კუთხე - ჭურჭლის ბრუნვის კუთხე დახრილობის ღერძის გარშემო (კუთხე წყლის ხაზის სიბრტყეებს შორის), გაზომილი დახრილობის სიბრტყეში;

თანაბარი წყლის ხაზები არის წყლის ხაზები, რომლებიც წყვეტენ თანაბარი ზომის სოლისებურ მოცულობებს გემის დახრისას, რომელთაგან ერთი შედის წყალში გემის დახრისას, ხოლო მეორე გამოდის წყლიდან.

ბრინჯი. 1. ეილერის თეორემის განხილვა

ცნობილი საწყისი წყლის ხაზის გათვალისწინებით, ეილერის თეორემა გამოიყენება მის თანაბარი მოცულობის წყლის ხაზის ასაგებად. ამ თეორემის თანახმად, გემის უსასრულოდ მცირე დახრილობით, თანაბარი მოცულობის წყლის ხაზების სიბრტყეები იკვეთება სწორი ხაზის გასწვრივ, რომელიც გადის მათ საერთო გეომეტრიულ ცენტრში (სიმძიმის ცენტრი), ან უსასრულოდ მცირე თანაბარი მოცულობის დახრილობის ღერძი გადის გეომეტრიულზე. თავდაპირველი წყლის ხაზის ტერიტორიის ცენტრი.

ეილერის თეორემა ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას სასრული მცირე დახრილობებისთვის, რაც უფრო მცირეა შეცდომა, მით უფრო მცირეა დახრის კუთხე.

ვარაუდობენ, რომ პრაქტიკისთვის საკმარისი სიზუსტე უზრუნველყოფილია I 1012 0 და Ш 23 0 დახრილობებზე. ამ კუთხით განიხილება გემის საწყისი სტაბილურობა.

როგორც ცნობილია, როდესაც გემი ცურავს სიის გარეშე და ნულთან მიახლოებული მორთვით, წყლის ხაზის გეომეტრიული ცენტრის ორდინატი y f = 0 და აბსცისი x f 0. ამიტომ, ამ შემთხვევაში შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ განივი მცირე თანაბარი მოცულობის დახრილობის ღერძი დევს DP-ში, ხოლო გრძივი მცირე თანაბარი დახრილობის ღერძი პერპენდიკულარულია DP-ზე და გადახრილია კვადრატიდან. შუა გემი - ჩარჩო x f მანძილზე (ნახ. 1).

მნიშვნელობა x f არის გემის ნაკადის ფუნქცია d. x f (d) დამოკიდებულება წარმოდგენილია თეორიული ნახაზის ელემენტების მრუდეებზე.

როდესაც გემი დახრილია თვითნებურ სიბრტყეში, თანაბარი მოცულობის დახრილობის ღერძი ასევე გაივლის წყლის ხაზის გეომეტრიულ ცენტრს (სიმძიმის ცენტრს).

3. მეტაცენტრები და მეტაცენტრული რადიუსები

დავუშვათ, რომ გემი თავისი საწყისი პოზიციიდან გორგოლაჭის ან მორთვის გარეშე აკეთებს განივი ან გრძივი თანაბარი მოცულობის მიდრეკილებებს. ამ შემთხვევაში გრძივი დახრილობების სიბრტყე იქნება ვერტიკალური სიბრტყე, რომელიც ემთხვევა DP-ს, ხოლო განივი დახრილობების სიბრტყე იქნება ვერტიკალური სიბრტყე, რომელიც ემთხვევა CV-ზე გამავალ ჩარჩოს სიბრტყეს.

გვერდითი მიდრეკილებები

ჭურჭლის თავდაყირა მდგომარეობაში CV არის DP-ში (წერტილი C) და გაძლიერების ძალის gV მოქმედების ხაზი ასევე დევს DP-ში (ნახ. 2). როდესაც ჭურჭელი განივად არის დახრილი I კუთხით, ჩაძირული მოცულობის ფორმა იცვლება, CV მოძრაობს დახრილობის მიმართულებით C წერტილიდან C I წერტილამდე, ხოლო buancy ძალის მოქმედების ხაზი იქნება დახრილი DP-ზე კუთხე I.

ჭურჭლის უსასრულოდ მცირე განივი თანაბარი მოცულობის მიდრეკილებაზე გამაძლიერებელი ძალის მოქმედების ხაზების გადაკვეთის წერტილს განივი მეტაცენტრი ეწოდება (პუნქტი m ნახ. 2-ზე). CV r-ის ტრაექტორიის გამრუდების რადიუსს (განივი მეტაცენტრის აწევა CV-ზე) ეწოდება განივი მეტაცენტრული რადიუსი.

ზოგად შემთხვევაში, CV ტრაექტორია არის რთული სივრცითი მრუდი და თითოეული დახრილობის კუთხე შეესაბამება მეტაცენტრის საკუთარ პოზიციას (ნახ. 3). თუმცა, მცირე ეკვივოლუმური მიდრეკილებებისთვის, ცნობილი მიახლოებით, შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ტრაექტორია

CV დევს დახრილობის სიბრტყეში და წარმოადგენს წრის რკალს, რომლის ცენტრია m წერტილში. ამრიგად, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ ჭურჭლის მცირე განივი თანაბარი მოცულობის დახრილობისას სწორი პოზიციიდან განივი მეტაცენტრი დევს DP-ში და არ ცვლის თავის პოზიციას (r = const).

ბრინჯი. 2. ცენტრალური ბორბლის მოძრაობა დაბალი დახრილობით

ბრინჯი. 3. ცენტრალური წერტილის მოძრაობა დიდ დახრილობებზე

ბრინჯი. 4. განივი მეტაცენტრული რადიუსის გამოხატვის გამოტანა

განივი მეტაცენტრული რადიუსის r გამოთქმა მიიღება იმ პირობით, რომ გემის მცირე განივი თანაბარი მოცულობის დახრილობის ღერძი დევს DP-ში და რომ ასეთი დახრილობით სოლი ფორმის v მოცულობა გადადის, თითქოსდა. იმ მხრიდან, რომელიც წყალს ტოვებდა წყალში შესულ მხარეს (სურ. 4).

მექანიკის ცნობილი თეორემის მიხედვით, როდესაც სხეულთა სისტემის მიკუთვნებული სხეული მოძრაობს, მთელი სისტემის სიმძიმის ცენტრი იმავე მიმართულებით მოძრაობს სხეულის მოძრაობის პარალელურად და ეს მოძრაობები უკუპროპორციულია. სხეულისა და სისტემის გრავიტაციული ძალები, შესაბამისად. ეს თეორემა შეიძლება გავრცელდეს ერთგვაროვანი სხეულების მოცულობებზე. აღვნიშნოთ:

С С И - ცენტრალური წერტილის მოძრაობა (V მოცულობის გეომეტრიული ცენტრი),

b - სოლი ფორმის მოცულობის გეომეტრიული ცენტრის გადაადგილება v. შემდეგ, თეორემის შესაბამისად

საიდანაც: S S I =

ჭურჭლის სიგრძის ელემენტისთვის dx, თუ ვივარაუდებთ, რომ სოლი ფორმის მოცულობას აქვს სამკუთხედის ფორმა ჩარჩოს სიბრტყეში, ვიღებთ:

ან დაბალი კუთხით

თუ, მაშინ:

dv b = y 3 და dx.

ინტეგრირებით, ჩვენ ვიღებთ:

v b = და y 3 dx, ან:

სადაც J x = ydx არის წყალსადენის არეალის ინერციის მომენტი გრძივი ცენტრალური ღერძის მიმართ.

შემდეგ CV-ის გადატანის გამოთქმა ასე გამოიყურება:

როგორც ჩანს ნახ. 5, I მცირე კუთხით

S S I R I

გამონათქვამების შედარებისას აღმოვაჩენთ, რომ განივი მეტაცენტრული რადიუსი არის:

r =

განივი მეტაცენტრის გამოყენება:

z m = z c + r = z c +

გრძივი მიდრეკილებები

ბრინჯი. 6. გრძივი მეტაცენტრული რადიუსის გამოხატვის გამოტანა

განივი დახრილობების ანალოგიით, ჭურჭლის უსასრულოდ მცირე გრძივი თანაბარი მოცულობის დახრილობისას, გრძივი მეტაცენტრი ეწოდება მწკრივის ძალის მოქმედების ხაზების გადაკვეთის წერტილს (პუნქტი M ნახ. 6-ზე). გრძივი მეტაცენტრის აწევას CV-ზე მაღლა ეწოდება გრძივი მეტაცენტრული რადიუსი. გრძივი რადიუსის სიდიდე განისაზღვრება გამოსახულებით:

R =,

სადაც J yf არის წყალსადენის არეალის ინერციის მომენტი განივი ცენტრალური ღერძის მიმართ.

გრძივი მეტაცენტრის გამოყენება:

z m = z c + R = z c +

ვინაიდან წყლის ხაზის ფართობი გრძივი მიმართულებით არის წაგრძელებული, J yf გაცილებით დიდია ვიდრე J x და, შესაბამისად, R მნიშვნელოვნად აღემატება r. R-ის ღირებულება არის 1 2 გემის სიგრძე.

მეტაცენტრული რადიუსები და მეტაცენტრების აპლიკაციები, როგორც შემდგომი განხილვიდან ირკვევა, არის გემის სტაბილურობის მნიშვნელოვანი მახასიათებლები. მათი მნიშვნელობები განისაზღვრება ჩაძირული მოცულობის ელემენტების გაანგარიშებისას და ქუსლისა და მორთვის გარეშე მცურავი გემისთვის ისინი წარმოდგენილია მოსახვევებით J x (d), J yf (d), r(d), R(d. ) თეორიული ნახაზის მრუდი ელემენტების ნახატში.

4. გემის საწყისი მდგრადობის მდგომარეობა

მეტაცენტრული სიმაღლეები

მოდი ვიპოვოთ პირობა, რომლის დროსაც გემს, რომელიც წონასწორობის მდგომარეობაში მცურავს გორგოლაჭის ან მორთვის გარეშე, ექნება საწყისი სტაბილურობა. ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ ტვირთები არ იცვლება, როდესაც გემი იხრება და გემის სიმძიმის ცენტრი რჩება საწყისი პოზიციის შესაბამის წერტილში.

როდესაც გემი იხრება, მიზიდულობის ძალა P და აწევის ძალა rV ქმნიან წყვილს, რომლის მომენტი მოქმედებს გემზე გარკვეული გზით. ამ ეფექტის ბუნება დამოკიდებულია CG და მეტაცენტრის შედარებით პოზიციაზე.

ბრინჯი. 6. გემის სტაბილურობის პირველი შემთხვევა

არსებობს ჭურჭლის მდგომარეობის სამი შესაძლო დამახასიათებელი შემთხვევა, რომლისთვისაც P და rV ძალების მომენტის გავლენა მასზე ხარისხობრივად განსხვავებულია. განვიხილოთ ისინი განივი დახრილობების მაგალითის გამოყენებით.

1-ლი შემთხვევა (სურ. 6) - მეტაცენტრი მდებარეობს CG-ს ზემოთ, ე.ი. ზ მ > ზ გ . ამ შემთხვევაში, შესაძლებელია სიმძიმის ცენტრის მიმართ სიდიდის ცენტრის განსხვავებული მდებარეობა.

I. საწყის პოზიციაზე სიდიდის ცენტრი (წერტილი C 0) მდებარეობს სიმძიმის ცენტრის ქვემოთ (გ წერტილი) (ნახ. 6, ა), მაგრამ დახრილობისას სიდიდის ცენტრი ისე გადადის დახრილობისკენ, რომ მეტაცენტრი (წერტილი m) მდებარეობს გემის სიმძიმის ცენტრის ზემოთ. P და rV ძალების მომენტი მიდრეკილია დააბრუნოს ხომალდი თავდაპირველ წონასწორობის მდგომარეობაში და, შესაბამისად, ის სტაბილურია. m, G და C 0 წერტილების მსგავსი განლაგება გვხვდება გემების უმეტესობაზე.

II. საწყის მდგომარეობაში, სიდიდის ცენტრი (წერტილი C 0) მდებარეობს სიმძიმის ცენტრის ზემოთ (წერტილი G) (სურ. 6, ბ). როდესაც გემი იხრება, P და rV ძალების შედეგად მიღებული მომენტი ასწორებს გემს და, შესაბამისად, ის სტაბილურია. ამ შემთხვევაში, დახრის დროს სიდიდის ცენტრის გადაადგილების ზომის მიუხედავად, ძალების წყვილი ყოველთვის გემის გასწორებისკენ მიისწრაფვის. ეს აიხსნება იმით, რომ წერტილი G მდებარეობს C 0 წერტილის ქვემოთ. სიმძიმის ცენტრის ასეთი დაბალი პოზიცია, რომელიც უზრუნველყოფს გემებზე უპირობო სტაბილურობას, რთულია სტრუქტურულად განხორციელება. სიმძიმის ცენტრის ეს განლაგება შეიძლება განსაკუთრებით მცურავი იახტებზე.

ბრინჯი. 7. გემის მდგრადობის მეორე და მესამე შემთხვევები

მე-2 შემთხვევა (სურ. 7, ა) - მეტაცენტრი მდებარეობს CG-ს ქვემოთ, ე.ი. ზ მ< 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.

მე-3 შემთხვევა (ნახ. 7, ბ) - მეტაცენტრი ემთხვევა კგ-ს, ე.ი. z m = z g. ამ შემთხვევაში, როდესაც გემი იხრება, ძალები P და rV აგრძელებენ მოქმედებას იმავე ვერტიკალის გასწვრივ, მათი მომენტი ნულის ტოლია - გემი ახალ მდგომარეობაში იქნება წონასწორობის მდგომარეობაში. მექანიკაში ეს არის ინდიფერენტული წონასწორობის შემთხვევა.

გემის თეორიის თვალსაზრისით, გემის მდგრადობის განმარტების შესაბამისად, გემი 1-ელ შემთხვევაში სტაბილურია, ხოლო მე-2 და მე-3 შემთხვევაში არასტაბილურია.

ასე რომ, გემის საწყისი სტაბილურობის პირობა არის მეტაცენტრის მდებარეობა CG-ს ზემოთ. გემს აქვს გვერდითი სტაბილურობა თუ

და გრძივი სტაბილურობა, თუ

აქედან ირკვევა მეტაცენტრის ფიზიკური მნიშვნელობა. ეს წერტილი არის ზღვარი, რომლითაც შესაძლებელია სიმძიმის ცენტრის აწევა გემს დადებითი საწყისი სტაბილურობის ჩამორთმევის გარეშე.

მანძილს მეტაცენტრსა და გემის სიმძიმის ცენტრს შორის W = I = 0-ზე ეწოდება საწყისი მეტაცენტრული სიმაღლე ან უბრალოდ მეტაცენტრული სიმაღლე. ჭურჭლის დახრილობის განივი და გრძივი სიბრტყეები, შესაბამისად, შეესაბამება განივი h და გრძივი H მეტაცენტრული სიმაღლეებს. აშკარაა რომ

h = z m - z g და H = z m - z g, ან

h = z c + r - z g და H = z c + R - z g,

h = r - b და H = R - b,

სადაც b = z g - z c არის CG-ის სიმაღლე CV-ზე ზემოთ.

როგორც ხედავთ, h და H განსხვავდება მხოლოდ მეტაცენტრული რადიუსებით, რადგან b არის იგივე რაოდენობა.

ამიტომ H მნიშვნელოვნად აღემატება h-ს.

b = (1%) R, ამიტომ პრაქტიკაში ითვლება, რომ H = R.

5. მეტაცენტრულისტაბილურობის ფორმულები და მათი პრაქტიკული გამოყენება

როგორც განვიხილეთ, გემის დახრისას მოქმედებს წყვილი ძალები, რომელთა მომენტი ახასიათებს სტაბილურობის ხარისხს.

ჭურჭლის მცირე თანაბარი მიდრეკილებებისთვის განივი სიბრტყეში (ნახ. 8) (CV მოძრაობს დახრილობის სიბრტყეში), განივი აღდგენის მომენტი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს გამოსახულებით

m И = P = rV,

სადაც მომენტის მკლავი = ​​l და ეწოდება გვერდითი მდგრადობის მკლავი.

მართკუთხა სამკუთხედიდან mGK ვხვდებით რომ

l И = h sinИ, მაშინ:

m И = P h sinИ = gV h sinИ

ან I-ის მცირე მნიშვნელობების გათვალისწინებით და sinII 0/57.3-ის გათვალისწინებით, ვიღებთ გვერდითი სტაბილურობის მეტაცენტრულ ფორმულას:

m И = gV h И 0 /57.3

გრძივი სიბრტყეში ჭურჭლის დახრილობის ანალოგიით გათვალისწინება (ნახ. 8), არ არის რთული გრძივი მდგრადობის მეტაცენტრული ფორმულის მიღება:

M Ш = P l Ш = gV Н sin Ш = gV Н Ш 0 /57.3,

სადაც M Ш არის გრძივი აღდგენის მომენტი, ხოლო l Ш არის გრძივი მდგრადობის მკლავი.

ბრინჯი. 8. ჭურჭლის გვერდითი დახრილობა

პრაქტიკაში გამოიყენება სტაბილურობის კოეფიციენტი, რომელიც არის გადაადგილებისა და მეტაცენტრული სიმაღლის პროდუქტი.

გვერდითი სტაბილურობის კოეფიციენტი

K I = gV h = P h

გრძივი მდგრადობის კოეფიციენტი

K Ш = gV Н = Р Н

სტაბილურობის კოეფიციენტების გათვალისწინებით, მეტაცენტრული ფორმულები მიიღებს ფორმას

m I = K I I 0 /57.3,

M W = K W W 0 /57.3

მეტაცენტრული სტაბილურობის ფორმულები, რომლებიც იძლევიან გასწორების მომენტის მარტივ დამოკიდებულებას სიმძიმის ძალასა და გემის დახრილობის კუთხეზე, შესაძლებელს ხდის გემის პირობებში წარმოშობილი რიგი პრაქტიკული პრობლემების გადაჭრას.

ბრინჯი. 9. გემის გრძივი დახრილობა

კერძოდ, ამ ფორმულების გამოყენებით შესაძლებელია განისაზღვროს ქუსლის კუთხის ან მორთვის კუთხის დადგენა, რომელსაც გემი მიიღებს მოცემული ქუსლის ან მორთვის მომენტის გავლენის შედეგად, ცნობილი მასით და მეტაცენტრული სიმაღლით. ჭურჭლის დახრილობა m cr (M diff) გავლენის ქვეშ იწვევს საპირისპირო ნიშნის m I (M W) აღდგენის მომენტის გაჩენას, სიდიდე იზრდება გორგოლაჭის კუთხის გაზრდით (ტრიმ). გორგოლაჭის კუთხე გაიზრდება მანამ, სანამ გასწორების მომენტი არ გახდება ქუსლის მომენტის სიდიდის ტოლი, ე.ი. სანამ პირობა არ დაკმაყოფილდება:

m I = m cr და M Ш = M განსხვავება.

ამის შემდეგ გემი დაცურავს გორგოლაჭის კუთხით:

და 0 = 57,3 მ კრ/გვ სთ,

W 0 = 57,3 M განსხვავება /გV N

თუ ვივარაუდებთ, რომ I = 1 0 და W = 1 0 ამ ფორმულებში, ჩვენ ვპოულობთ გემის ერთი ხარისხით ქუსლების დაჭერის მომენტის მნიშვნელობებს და გემის ერთი ხარისხით მოჭრის მომენტს:

მ 1 0 = გვ სთ = 0,0175 გვ სთ,

M 1 0 = gV H = 0,0175 gV H

ზოგიერთ შემთხვევაში, ჭურჭლის მოჭრის მომენტის მნიშვნელობა თითო სანტიმეტრზე m D ასევე გამოიყენება Ш კუთხის მცირე მნიშვნელობისას, როდესაც tg Ш Ш, Ш = (dн - dк)/L = Df/L.

ამ გამოთქმის გათვალისწინებით, გრძივი აღდგენის მომენტის მეტაცენტრული ფორმულა დაიწერება როგორც:

M W = M განსხვავება = gV N D f / L.

D f = 1 სმ = 0,01 მ ფორმულაში ვივარაუდოთ, მივიღებთ:

მ D = 0,01 გვ ნ/ლ.

m 1 0, M 1 0 და m D ცნობილი მნიშვნელობებით, ქუსლის კუთხე, მორთვა და ჭურჭელზე მოცემული ქუსლის ან მორთვის მომენტის გავლენის შედეგად შეიძლება განისაზღვროს მარტივი დამოკიდებულებებით:

და 0 = მ კრ. / მ 1 0; W 0 = M განსხვავება / M 1 0; D f = M დიფერენციალი / 100 მ დ

ზემოხსენებულ მსჯელობაში ვარაუდობდნენ, რომ გემი თავის საწყის პოზიციაზე (m cr ან M diff-ის ზემოქმედებამდე) მიცურავდა პირდაპირ და თანაბარ კიელზე. თუ ჭურჭლის საწყის მდგომარეობაში რულონი და მორთვა განსხვავდებოდა ნულიდან, მაშინ ნაპოვნი მნიშვნელობები I 0, Ш 0 და D f უნდა ჩაითვალოს დამატებით (dI 0, dSh 0, dD f).

მეტაცენტრული მდგრადობის ფორმულების გამოყენებით, თქვენ ასევე შეგიძლიათ განსაზღვროთ, თუ რა აუცილებელი ქუსლის ან მორთვის მომენტი უნდა იყოს გამოყენებული გემზე, რათა შეიქმნას მოცემული ქუსლის კუთხე ან მორთვა კუთხე (გვერდითა მოპირკეთებაში ხვრელის შეკეთების, შეღებვის ან პროპელერების შესამოწმებლად) . ჭურჭლისთვის, რომელიც საწყის მდგომარეობაში მცურავია რულონის ან მორთვის გარეშე:

m cr = gV h I 0 /57.3 = m 1 0 I 0;

M განსხვავება = gV N W 0 /57.3 = M 1 0 W 0

ან M სხვაობა = 100 D f m D

დასაშვებია პრაქტიკულად მეტაცენტრული სტაბილურობის ფორმულების გამოყენება დახრილობის მცირე კუთხით (I< 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 . ფორმის სტაბილურობა და დატვირთვის სტაბილურობა

ამ საკითხის განხილვა შესაძლებელს ხდის სტაბილურობის ბუნების დადგენას და გემის დახრის გამოსწორების მომენტის წარმოშობის ფიზიკური მიზეზების გარკვევას. სტაბილურობის მეტაცენტრული ფორმულების შესაბამისად (I და W კუთხეები გამოიხატება რადიანებში):

m I = gV h I = gV (r - b) I = gV r I - gV b I;

M Ш = gV Н Ш = gV (R - b) Ш = gV R Ш - gV b Ш

ამრიგად, აღდგენის მომენტები m И, М Ш და სტატიკური მდგრადობის მკლავები l И, l Ш წარმოადგენს მათი კომპონენტების ალგებრულ ჯამს:

m I = m f + m n; M Sh = M f + M n;

l I = l f I + l n I; l Ш = l f Ш + l n Ш,

სად არის მომენტები

m f = gV r I;

M f = gV R Ш,

ჩვეულებრივია ფორმის სტაბილურობის მომენტებს ვუწოდოთ მომენტები

m n = - gV b I;

M n = - gV b Ш,

დატვირთვის სტაბილურობის მომენტები და მხრები

l f I = m f / gV;

l f Ш = M f / gV,

ფორმის სტაბილურობის განივი და გრძივი მხრები, მხრები

l n I = - m n / gV;

l n W = - M n / gV,

განივი და გრძივი დატვირთვის მდგრადობის მკლავები.

b = z g - z c,

სადაც J x და J yf არის წყლის ხაზის ინერციის მომენტი განივი და გრძივი ცენტრალური ღერძის მიმართ, შესაბამისად, მაშინ ფორმისა და დატვირთვის მომენტები შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც:

m f = g J x I,

M f = g J yf Ш;

m n = - gV (z g - z c) და,

M n = - gV(z g - z c) Ш

თავისი ფიზიკური ბუნებით, ფორმის სტაბილურობის მომენტი ყოველთვის მოქმედებს ჭურჭლის დახრილობის საწინააღმდეგო მიმართულებით და, შესაბამისად, ყოველთვის უზრუნველყოფს სტაბილურობას. იგი გამოითვლება წყალსადენის არეალის ინერციის მომენტით დახრილობის ღერძთან მიმართებაში. ეს არის ფორმის სტაბილურობა, რომელიც განსაზღვრავს მნიშვნელოვნად უფრო დიდ გრძივი მდგრადობას განივი მდგრადობასთან შედარებით, რადგან J yf » J x .

დატვირთვის მდგრადობის მომენტი CG-ის პოზიციის გამო CV-ზე მაღლა b = (z g - z c) > 0, ყოველთვის ამცირებს ჭურჭლის მდგრადობას და, არსებითად, იგი უზრუნველყოფილია მხოლოდ ფორმის მდგრადობით.

შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ წყლის ხაზის არარსებობის შემთხვევაში, მაგალითად, წყალქვეშა მდგომარეობაში მყოფ წყალქვეშა ნავში, არ არის ფორმის მომენტი (J x = 0). წყალქვეშა მდგომარეობაში წყალქვეშა ნავს, სპეციალური ტანკების ბალასტირების გამო, აქვს CG პოზიცია CV-ს ქვემოთ, რის შედეგადაც მისი სტაბილურობა უზრუნველყოფილია დატვირთვის მდგრადობით.

7 . საწყისი სტაბილურობის ზომების განსაზღვრაჭურჭელი

გემის დაშვება პირდაპირ და თანაბარ კიელზე

იმ შემთხვევებში, როდესაც გემი მიცურავს ქუსლისა და მორთვის მცირე კუთხით, საწყისი სტაბილურობის ზომები შეიძლება განისაზღვროს მეტაცენტრული დიაგრამების გამოყენებით.

გემის მოცემული მასისთვის, საწყისი მდგრადობის ზომების განსაზღვრა მოდის მეტაცენტრების (ან მეტაცენტრული რადიუსების და CV-ის აპლიკაციების) და CG-ის გამოყენების დადგენაზე.

ბრინჯი. 10. მეტაცენტრული დიაგრამა

გამოიყენეთ CV z c და მეტაცენტრული რადიუსი r, R არის ჭურჭლის ჩაძირული მოცულობის მახასიათებლები და დამოკიდებულია ნახაზზე. ეს დამოკიდებულებები წარმოდგენილია მეტაცენტრულ დიაგრამაზე, რომელიც შედის თეორიული ნახაზის მრუდე ელემენტებში. მეტაცენტრული დიაგრამის გამოყენებით (ნახ. 10) შეგიძლიათ არა მხოლოდ z c და r განსაზღვროთ, არამედ ცნობილი CG აპლიკაციით, იპოვოთ გემის განივი მეტაცენტრული სიმაღლე.

ნახ. ნახაზი 10 გვიჩვენებს ტვირთის მიღებისას გემის განივი მეტაცენტრული სიმაღლის გამოთვლის თანმიმდევრობას. მიღებული ტვირთის m მასის და z სიმძიმის ცენტრის აპლიკაციის ცოდნა, ჩვენ შეგვიძლია განვსაზღვროთ გემის სიმძიმის ცენტრის ახალი აპლიკაცია z g 1 ფორმულის გამოყენებით:

z g 1 = z g + (z- z g),

სადაც z g არის გემის სიმძიმის ცენტრი ტვირთის მიღებამდე.

გემის დაშვება მორთვით

როდესაც გემი ცურავს მორთვით, კორპუსის უფრო სრული მონაკვეთები შედის წყალში, რაც იწვევს წყლის ხაზის არეალის (ფორმის სტაბილურობის) ზრდას და, შესაბამისად, განივი მეტაცენტრული სიმაღლის ზრდას. სათევზაო გემებში უკანა კონტურები უფრო სავსეა, ვიდრე მშვილდი, ამიტომ უნდა ველოდოთ გემის გვერდითი მდგრადობის ზრდას მშვილდზე მოჭრისას და გემის გვერდითი მდგრადობის დაქვეითებას მშვილდზე მოჭრისას.

ბრინჯი. 11. ფირსოვი-გუნდობინის დიაგრამა

ჭურჭლის განივი მეტაცენტრული სიმაღლის გამოსათვლელად, მორთვის გათვალისწინებით, გამოიყენება ფირსოვი-გუნდობინის დიაგრამები, საწყისი სტაბილურობა KTIRPiKh და ინტერპოლაციის მრუდები.

ფირსოვი-გუნდობინის დიაგრამა (ნახ. 11) განსხვავდება ფირსოვის დიაგრამისგან იმით, რომ შეიცავს მრუდებს z m და z c, რომელთა მნიშვნელობები განისაზღვრება ჭურჭლის მშვილდისა და მკერდის ცნობილი ნახაზებიდან.

KTIRPiKh საწყისი მდგრადობის დიაგრამა (ნახ. 12) საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ გემის მეტაცენტრის აპლიკაცია z m ცნობილი D მასიდან და მისი სიმძიმის ცენტრის აბსცისი x g.

ინტერპოლაციის მრუდების სქემის გამოყენებით (ნახ. 13), ჭურჭლის მშვილდისა და ბარის ცნობილი ნახაზებით, შესაძლებელია განივი მეტაცენტრული რადიუსის r და ჭურჭლის ზომის ცენტრის აპლიკაციის პოვნა z c.

დიაგრამები ნაჩვენებია ნახ. 11-13, საშუალებას გაძლევთ იპოვოთ z m გემის ნებისმიერი დაშვებისთვის, მათ შორის თანაბარ კიელზე. შესაბამისად, ისინი შესაძლებელს ხდის ჭურჭლის საწყის ლატერალურ მდგრადობაზე მორთვის ეფექტის გაანალიზებას.

ბრინჯი. 12. კარელიას ტიპის ტრალერის საწყისი მდგრადობის დიაგრამა

სტაბილურობის გემის მეტაცენტრის ტვირთი

ბრინჯი. 13. z c და r-ის განსაზღვრის დიაგრამა

8 . ტვირთის გადაადგილების გავლენა დაშვებაზე დაგემის სტაბილურობა

ტვირთის თვითნებური გადაადგილებისას გემის დაჯდომისა და მდგრადობის დასადგენად აუცილებელია განიხილოს ცალკე ვერტიკალური, განივი ჰორიზონტალური და გრძივი ჰორიზონტალური მოძრაობა.

უნდა გვახსოვდეს, რომ ჯერ უნდა შეასრულოთ გამოთვლები სტაბილურობის ცვლილებებთან (ვერტიკალური მოძრაობა, დატვირთვის აწევა)

ვერტიკალურიტვირთის გადაადგილება

1-ლი წერტილიდან მე-2 წერტილამდე არ ქმნის მომენტს, რომელსაც შეუძლია გემის დახრილობა და, შესაბამისად, მისი დაშვება არ იცვლება (თუ გემის სტაბილურობა არ დარჩება დადებითი). ასეთი მოძრაობა იწვევს მხოლოდ გემის სიმძიმის ცენტრის პოზიციის სიმაღლის ცვლილებას. შეიძლება დავასკვნათ, რომ ეს მოძრაობა იწვევს დატვირთვის სტაბილურობის ცვლილებას, ხოლო ფორმის უცვლელი სტაბილურობის შენარჩუნებით. სიმძიმის ცენტრის გადაადგილება განისაზღვრება თეორიული მექანიკის ცნობილი თეორემით:

dz g = (z 2 - z 1),

სადაც m არის ტრანსპორტირებული ტვირთის მასა,

D არის გემის მასა,

z 1 და z 2 - CG დატვირთვა ვრცელდება მოძრაობამდე და მის შემდეგ.

მეტაცენტრული სიმაღლეების ზრდა იქნება:

dh = dN = - dz g = - (z 2 - z 1)

გემს ტვირთის გადატანის შემდეგ ექნება განივი მეტაცენტრული სიმაღლე:

დატვირთვის ვერტიკალური მოძრაობა არ იწვევს გრძივი მეტაცენტრული სიმაღლის მნიშვნელოვან ცვლილებას H-ის მნიშვნელობასთან შედარებით dN სიმცირის გამო.

ბრინჯი. 14. ტვირთის ვერტიკალური მოძრაობა

ბრინჯი. 15. ტვირთის განივი ჰორიზონტალური მოძრაობა

შეჩერებული ტვირთები

ისინი გემზე ჩნდებიან საყრდენიდან გემბანზე ტვირთის აწევის, დაჭერის მიღების, სატვირთო ბუმების გამოყენებით ბადეების ამოღების შედეგად და ა.შ. შეჩერებული დატვირთვა (ნახ. 16) იგივე გავლენას ახდენს გემის მდგრადობაზე, როგორც ვერტიკალურად მოძრავი გემის, მხოლოდ მდგრადობის ცვლილება ხდება მყისიერად იმ მომენტში, როდესაც ის გამოეყოფა საყრდენს. ტვირთის აწევისას, როდესაც გულსაკიდი დაძაბულობა ხდება ტვირთის წონის ტოლი, ტვირთის სიმძიმის ცენტრი მოძრაობს 1 წერტილიდან დაკიდების წერტილამდე (პუნქტი 2) და შემდგომი აწევა არ იმოქმედებს გემის სტაბილურობაზე. . მეტაცენტრული სიმაღლის ცვლილება შეიძლება შეფასდეს ფორმულის გამოყენებით

სადაც l = (z 2 - z 1) არის დატვირთვის შეჩერების საწყისი სიგრძე.

მცირე გემებზე, შემცირებული სტაბილურობის პირობებში, ტვირთის აწევა გემის ბუმებით შეიძლება იყოს მნიშვნელოვანი საფრთხე.

ტვირთის განივი ჰორიზონტალური მოძრაობა

ტვირთის მასის განივი ჰორიზონტალური მოძრაობა m (ნახ. 17) იწვევს ჭურჭლის როლის ცვლილებას m cr მომენტის შედეგად მხრით (y 2 - y 1) cosI.

m cr = m (y 2 - y 1) cosI = m l y cosI,

სადაც y 1 და y 2 არის დატვირთვის CG პოზიციის ორდინატები მოძრაობამდე და მის შემდეგ.

ქუსლის მომენტის m cr და გასწორების მომენტის ტოლობის გათვალისწინებით m და, მეტაცენტრული სტაბილურობის ფორმულის გამოყენებით, მივიღებთ:

Дh sinИ = m l y cosИ, საიდან

tgИ = m l y /Дh.

იმის გათვალისწინებით, რომ რულონის კუთხეები მცირეა, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ tgИ = И = И 0 /57.3 და ფორმულა იღებს ფორმას

და 0 = 57.3 მ ლ წ/თ.

თუ ტვირთის გადატანამდე გემს ჰქონდა სია, მაშინ ამ ფორმულაში კუთხე უნდა ჩაითვალოს ნამატი dI 0.

ბრინჯი. 17.

ტვირთის გრძივი ჰორიზონტალური მოძრაობა

დატვირთვის გრძივი ჰორიზონტალური მოძრაობა (სურ. 18) იწვევს ჭურჭლის მორთვასა და განივი მეტაცენტრული სიმაღლის ცვლილებას. წინა შემთხვევის ანალოგიით M Ш = M დიფით, ვიღებთ:

tg Ш = m l x /DN, ან

W 0 = 57,3 მ ლ x / DN.

პრაქტიკაში, გრძივი დახრილობები ხშირად ფასდება მორთვის რაოდენობით

D f = Ш 0 L /57.3, მაშინ

D f = m l x L /DN,

სადაც L არის ჭურჭლის სიგრძე.

ჭურჭლის 1 სმ-ით დიფერენცირების მომენტის გამოყენება (ჩართულია დატვირთვის სკალაში და KETCH)

მ D = 0,01 გვ ნ/ლ (კნ მ/სმ);

m D = 0,01 DN/ L = 0,01 DR/L (ტ მ/სმ),

ვინაიდან Н R ვიღებთ

D f = m l x / m D (სმ).

ანგარიშსწორების ცვლილება ტვირთის გრძივი გადაადგილებისას:

dd n = (0.5L - x f) Df/L,

dd k = - (0.5L + x f) Df/L.

მაშინ გემის ახალი პროექტი იქნება:

d n = d + dd n = d + (0.5L - x f) Df/L,

d k = d + dd k = d - (0.5L + x f) Df/L;

სადაც x f არის გრძივი დახრილობის ღერძის აბსცისა.

მორთვის ეფექტი გემის მეტაცენტრულ სიმაღლეზე დეტალურად არის განხილული 7.2-ში.

9 . მცირე დატვირთვის მიღების ეფექტი გემის სადესანტო და სტაბილურობაზე

ტვირთის მიღებისას გემის პოზიციის შეცვლა განხილული იყო 4.4-ში. განვსაზღვროთ განივი მეტაცენტრული სიმაღლის ცვლილება dh m მასის მცირე დატვირთვის მიღებისას (ნახ. 19), რომლის სიმძიმის ცენტრი განლაგებულია იმავე ვერტიკალზე წყლის ხაზის არეალის CG-სთან ერთად წერტილში აპლიკაციით z. .

ნაკადის გაზრდის შედეგად, გემის მოცულობითი გადაადგილება გაიზრდება dV = m/s-ით და გაჩნდება დამატებითი buancy ძალა g dV, რომელიც გამოიყენება წყალსადენებს შორის WL და W 1 L 1 ფენის CG-ში.

ბრინჯი. 19. მცირე ტვირთის მიღება გემზე

ჭურჭლის სწორხაზოვნად მიჩნევის შემთხვევაში, დამატებითი მოცულობის ელასტიურობის აპლიკაციური CG ტოლი იქნება d + dd /2, სადაც ნაკადის მატება განისაზღვრება ცნობილი ფორმულებით dd = m/ cS ან dd =. m / q სმ.

როდესაც გემი დახრილია I კუთხით, დატვირთვის p წონის ძალა და თანაბარი წევის ძალა g dV ქმნიან ძალების წყვილს მხრით (d + dd /2 -z) sinI. ამ წყვილის მომენტი dm I = p (d + dd /2 - z) sin და ზრდის ჭურჭლის საწყისი გასწორების მომენტს m I = gV h sin და შესაბამისად დატვირთვის მიღების შემდეგ გასწორების მომენტი ხდება ტოლი.

m And 1 = m And + dm And, or

(gV + g dV)(h + dh) sin I = gV h sin I + g dV(d + dd /2 - z) sin And,

მასობრივ ღირებულებებზე გადასვლისას ვიღებთ

(დ + მ)(თ + დ) ცოდვა I = დ თ სინ I + მ (დ + დდ /2 - ზ) ცოდვა I.

განტოლებიდან ვპოულობთ მეტაცენტრული სიმაღლის dh:

მცირე დატვირთვის მიღების ან მოხსნის ზოგადი შემთხვევისთვის, ფორმულა მიიღებს ფორმას:

სადაც + (-) ჩანაცვლებულია ტვირთის მიღების (მოხსნის) დროს.

ფორმულიდან ირკვევა, რომ

დჰ< 0 при z >(d dd /2 - სთ) და

dh > 0 z< (d дd /2 - h), а

dh = 0 z = (d dd /2 - სთ).

განტოლება z = (d dd /2 - h) არის ნეიტრალური (ზღვრული) სიბრტყის განტოლება.

ნეიტრალური სიბრტყე არის თვითმფრინავი, რომელზეც ტვირთის მიღება არ ცვლის გემის სტაბილურობას. ნეიტრალური სიბრტყის ზემოთ დატვირთვის მიღება ამცირებს გემის სტაბილურობას, ნეიტრალური სიბრტყის ქვემოთ ზრდის მას.

10 . თხევადი ტვირთის გავლენა გემის სტაბილურობაზე

გემს გადააქვს მნიშვნელოვანი რაოდენობით თხევადი ტვირთი საწვავის, წყლისა და ნავთობის რეზერვების სახით. თუ თხევადი ტვირთი მთლიანად ავსებს ავზს, მისი გავლენა გემის სტაბილურობაზე მსგავსია ექვივალენტური მყარი ტვირთის.

m f = c f v f.

გემზე თითქმის ყოველთვის არის ტანკები, რომლებიც ბოლომდე არ ივსება, ე.ი. სითხეს აქვს თავისუფალი ზედაპირი მათში. გემზე თავისუფალი ზედაპირები ასევე შეიძლება გამოჩნდეს ხანძრის ჩაქრობისა და კორპუსის დაზიანების შედეგად. თავისუფალი ზედაპირები ძლიერ უარყოფით გავლენას ახდენს როგორც საწყის მდგრადობაზე, ასევე გემის სტაბილურობაზე დიდი დახრილობით. როდესაც გემი იხრება, თხევადი ტვირთი, რომელსაც აქვს თავისუფალი ზედაპირი, მიედინება დახრისკენ, რაც ქმნის დამატებით მომენტს, რომელიც გემს ქუსლებზე აყენებს. შედეგად მიღებული მომენტი შეიძლება ჩაითვალოს გემის გასწორების მომენტის უარყოფით ცვლილებად.

ბრინჯი. 20. გავლენა თხევადი დატვირთვის თავისუფალი ზედაპირის საწყის მდგრადობაზე

თავისუფალი ზედაპირის გავლენა

ჩვენ განვიხილავთ თავისუფალი ზედაპირის გავლენას (ნახ. 20) გემის პირდაპირ და თანაბარ კიელზე დაშვებისას. დავუშვათ, რომ გემის ერთ-ერთ ავზში არის თხევადი ტვირთი v l მოცულობით და აქვს თავისუფალი ზედაპირი. როდესაც გემი იხრება I მცირე კუთხით, სითხის თავისუფალი ზედაპირიც დაიხრება და სითხის სიმძიმის ცენტრი q გადავა ახალ პოზიციაზე q 1. I კუთხის სიმცირის გამო, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ ეს მოძრაობა ხდება r 0 რადიუსის წრიული რკალის გასწვრივ, ცენტრით m 0 წერტილში, სადაც სითხის წონის მოქმედების ხაზები იკვეთება დახრილობის წინ და შემდეგ. ჭურჭელი. მეტაცენტრული რადიუსის ანალოგიით

r 0 = i x /v w,

სადაც i x არის სითხის თავისუფალი ზედაპირის ინერციის შინაგანი მომენტი გრძივი ღერძის მიმართ (კოორდინატთა ღერძის პარალელურად OX). ადვილი მისახვედრია, რომ განსახილველ საქმეს აქვს იგივე გავლენა სტაბილურობაზე, როგორც შეჩერებული საქმე, სადაც l = r 0, და m = c w v f.

ბრინჯი. 21. უგანზომილებიანი კოეფიციენტის მრუდები k

შეჩერებული დატვირთვის ფორმულის გამოყენებით ვიღებთ ფორმულას სითხის თავისუფალი ზედაპირის სტაბილურობაზე გავლენის ფორმულაზე:

როგორც ფორმულიდან ჩანს, ეს არის i x, რომელიც გავლენას ახდენს სტაბილურობაზე.

თავისუფალი ზედაპირის ინერციის მომენტი გამოითვლება ფორმულით

სადაც l და b არის ზედაპირის სიგრძე და სიგანე, ხოლო k არის განზომილებიანი კოეფიციენტი, რომელიც ითვალისწინებს თავისუფალი ზედაპირის ფორმას.

ამ ფორმულაში ყურადღება უნდა მიაქციოთ ბოლო ფაქტორს - b 3, რომ ზედაპირის სიგანე, სიგრძეზე მეტად, გავლენას ახდენს i x-ზე და შესაბამისად dh-ზე. ამრიგად, განსაკუთრებით ფრთხილად უნდა იყოთ ფართო კუპეებში ფხვიერი ზედაპირების მიმართ.

მოდით განვსაზღვროთ რამდენად შემცირდება მართკუთხა ავზში მდგრადობის დაკარგვა ერთმანეთისგან თანაბარ მანძილზე n გრძივი საყრდენის დაყენების შემდეგ.

i x n = (n +1) k l 3 = k l b 3 /(n +1) 2 .

ცვლილებების თანაფარდობა მეტაცენტრულ სიმაღლეზე ნაყარის დამონტაჟებამდე და დამონტაჟების შემდეგ იქნება

dh / dh n = i x / i x n = (n +1) 2 .

როგორც ფორმულებიდან ჩანს, ერთი საყრდენის დაყენება ამცირებს თავისუფალი ზედაპირის გავლენას სტაბილურობაზე 4-ჯერ, ორი - 9-ჯერ და ა.შ.

კოეფიციენტი k შეიძლება განისაზღვროს ნახ. 21, რომელშიც ზედა მრუდი შეესაბამება ასიმეტრიულ ტრაპეციას, ქვედა - სიმეტრიულს. პრაქტიკული გამოთვლებისთვის, k კოეფიციენტი, მიუხედავად ზედაპირის ფორმისა, უნდა იქნას მიღებული როგორც k = 1/12 მართკუთხა ზედაპირებისთვის.

გემის ბორტზე პირობებში თხევადი ტვირთის გავლენა მხედველობაში მიიღება „გემის სტაბილურობის ინფორმაციაში“ მოცემული ცხრილების გამოყენებით.

ცხრილი 1

თხევადი ტვირთის თავისუფალი ზედაპირების გავლენის კორექტირება BMTR "მაიაკოვსკის" ტიპის გემის სტაბილურობაზე

შესწორება, m, dh	გემის გადაადგილება, მ

ცხრილები იძლევა კორექტირებას ჭურჭლის მეტაცენტრულ სიმაღლეზე dh ტანკების ნაკრებისთვის, რომელიც, ექსპლუატაციის პირობების გამო, შეიძლება ნაწილობრივ იყოს შევსებული (ცხრილი 1) გვერდითი მდგრადობის კოეფიციენტზე dm h = dh = c w i x თითოეული ავზისთვის ცალკე (ცხრილი 2). ტანკები 1 სმ-ზე ნაკლები მეტაცენტრული სიმაღლის კორექტირებით არ არის გათვალისწინებული გამოთვლებში.

კორექტირების სახეობიდან გამომდინარე, გემის მეტაცენტრული სიმაღლე, ნაწილობრივ შევსებულ ავზებში თხევადი ტვირთის გავლენის გათვალისწინებით, გვხვდება ფორმულების გამოყენებით.

h = z m - z g - dh;

h = z m - z g - dm h /

როგორც ხედავთ, თავისუფალი ზედაპირები, როგორც ჩანს, ზრდის გემის სიმძიმის ცენტრს ან ამცირებს მის განივი მეტაცენტრს.

dz g = dz m = dh = dm h /

თხევადი ტვირთის თავისუფალი ზედაპირის გამოჩენა ასევე გავლენას ახდენს გემის გრძივი სტაბილურობაზე. გრძივი მეტაცენტრული სიმაღლის კორექტირება განისაზღვრება ფორმულით

dN = - s f i y /,

სადაც i y არის სითხის თავისუფალი ზედაპირის ინერციის შინაგანი მომენტი განივი ღერძის მიმართ (OU-ს კოორდინატთა ღერძის პარალელურად). თუმცა, გრძივი მეტაცენტრული სიმაღლის H მნიშვნელოვანი მნიშვნელობის გამო, dH კორექტირება ჩვეულებრივ უგულებელყოფილია.

სტაბილურობის განხილული ცვლილება სითხის თავისუფალი ზედაპირიდან ხდება მაშინ, როდესაც მისი მოცულობა არის ავზის მოცულობის 5-დან 95%-მდე. ასეთ შემთხვევებში, ამბობენ, რომ თავისუფალი ზედაპირი იწვევს სტაბილურობის ეფექტურ დაკარგვას.

მაგიდა 2

თხევადი ტვირთის თავისუფალი ზედაპირების გავლენის კორექცია მ/ვ გემის მდგრადობაზე "ალექსანდრე საფონცევი"

სახელი		Abscissa CG, მ	განაცხადი CG, მ	ბრუნვის მომენტი mx, tm	მომენტი mz, tm	შესწორებები თავისუფალ ზედაპირებზე, ტმ
ტანკი DT No3
ტანკის მანქანა DT No4
ტანკის მანქანა DT No5
ტანკის მანქანა DT No6
ტანკის მანქანა DT No35

ბრინჯი. 22. სტაბილურობის არაეფექტური დაკარგვის შემთხვევა

თუ ავზში არის მხოლოდ ძალიან თხელი სითხის ფენა, ან ავზი ივსება თითქმის ზევით, მაშინ თავისუფალი ზედაპირის სიგანე მკვეთრად იწყებს კლებას, როდესაც ჭურჭელი იხრება (სურ. 22). შესაბამისად, მკვეთრ კლებას განიცდის თავისუფალი ზედაპირის ინერციის მომენტიც და, შესაბამისად, მეტაცენტრული სიმაღლის კორექტირება. იმათ. არსებობს სტაბილურობის არაეფექტური დაკარგვა, რომელიც პრაქტიკულად შეიძლება იგნორირებული იყოს.

გემის სტაბილურობაზე გადაჭარბებული თხევადი ტვირთის უარყოფითი ზემოქმედების შესამცირებლად, შეიძლება გათვალისწინებული იყოს შემდეგი დიზაინი და ორგანიზაციული ღონისძიებები:

ავზებში გრძივი ან განივი საყრდენების დაყენება, რაც შესაძლებელს ხდის მკვეთრად შეამციროს საკუთარი ინერციის მომენტები i x და i y;

გრძივი ან განივი დიაფრაგმის საყრდენების მონტაჟი ავზებში, ქვედა და ზედა ნაწილებში მცირე ხვრელების მქონე. როდესაც ხომალდი მკვეთრად იხრება (მაგალითად, დაშვებისას), დიაფრაგმა მოქმედებს როგორც ნაყარი, რადგან სითხე ხვრელებს საკმაოდ ნელა მიედინება. სტრუქტურული თვალსაზრისით, დიაფრაგმები უფრო მოსახერხებელია, ვიდრე გაუმტარი ნაყარი, რადგან ამ უკანასკნელის დამონტაჟებისას, ტანკების შევსების, დრენაჟის და ვენტილაციის სისტემები მნიშვნელოვნად რთულდება. თუმცა, ჭურჭლის გახანგრძლივებული დახრილობის დროს, დიაფრაგმები გამტარიანად ვერ ამცირებენ გადაჭარბებული სითხის ეფექტს სტაბილურობაზე;

თხევადი ტვირთის მიღებისას დარწმუნდით, რომ ავზები მთლიანად ივსება თავისუფალი თხევადი ზედაპირის წარმოქმნის გარეშე;

თხევადი ტვირთის მოხმარებისას, დარწმუნდით, რომ ავზები მთლიანად დაიწია; თხევადი ტვირთის „მკვდარი მარაგი“ მინიმალური უნდა იყოს;

უზრუნველყოს მშრალი საყრდენი გემების კუპეებში, სადაც სითხე შეიძლება დაგროვდეს დიდი თავისუფალი ზედაპირით;

მკაცრად დაიცავით ინსტრუქციები გემზე თხევადი ტვირთის მიღებისა და განკარგვის შესახებ.

გემის ეკიპაჟის მიერ ჩამოთვლილი ორგანიზაციული ღონისძიებების შეუსრულებლობამ შეიძლება გამოიწვიოს გემის სტაბილურობის მნიშვნელოვანი დაკარგვა და გამოიწვიოს უბედური შემთხვევა.

11 . მეტაცენტრულის ექსპერიმენტული განსაზღვრაგემის სიმძიმის ცენტრის სიმაღლე და პოზიცია

გემის დაპროექტებისას, მისი საწყისი სტაბილურობა გამოითვლება ტიპიური დატვირთვის შემთხვევებისთვის. აგებული ხომალდის რეალური სტაბილურობა განსხვავდება გათვლილისაგან გაანგარიშების შეცდომებისა და მშენებლობის დროს გაკეთებული დიზაინისგან გადახრების გამო. ამიტომ გემებზე ტარდება საწყისი მდგრადობის ექსპერიმენტული განსაზღვრა - დახრილობა, რასაც მოჰყვება გემის CG-ის პოზიციის გამოთვლა.

შემდეგი უნდა იყოს დაგროვილი:

სერიულად აშენებული ჭურჭელი (სერიის პირველი და შემდეგ ყოველი მეხუთე ჭურჭელი);

ყოველი ახალი არასერიული კონსტრუქციის გემი;

თითოეული ჭურჭელი აღდგენის შემდეგ;

გემები ძირითადი რემონტის, ხელახალი აღჭურვის ან მოდერნიზაციის შემდეგ, გადაადგილების ცვლილებით 2%-ზე მეტით;

გემები მუდმივი მყარი ბალასტის დაგების შემდეგ, თუ სიმძიმის ცენტრის ცვლილება ვერ განისაზღვრა საკმარისად ზუსტად გაანგარიშებით;

გემები, რომელთა სტაბილურობა უცნობია ან საჭიროებს შემოწმებას.

დახრილობა ხორციელდება რეესტრის ინსპექტორის თანდასწრებით სპეციალური „ინსტრუქციების სარეგისტრაციო გემების დახრილობის შესახებ“ შესაბამისად.

ქუსლების არსი შემდეგია. დახრილობა ხორციელდება m cr = m I ტოლობის საფუძველზე, რომელიც განსაზღვრავს ჭურჭლის წონასწორობას I 0 როლით. ქუსლის მომენტი იქმნება ტვირთების გადაადგილებით (დახრილი ბალასტი) ჭურჭლის სიგანეზე l y მანძილზე; გემის მცირე დახრილობების ფარგლებში:

m cr = m l y.

მაშინ ტოლობიდან m l y = сV h И 0 /57.3

ისინი აღმოაჩენენ, რომ h = 57.3 m l y /сVI 0.

გემის CG-ის სიმაღლე z g მთავარ სიბრტყეზე და CG x g-ის აბსციზა განისაზღვრება გამონათქვამებიდან:

z g = z c + r - h; და x g = x c.

z c, r და x c მნიშვნელობები არარსებობის ან მცირე მოჭრის შემთხვევაში განისაზღვრება თეორიული ნახაზის მრუდი ელემენტების გამოყენებით გადაადგილების მნიშვნელობის მიხედვით V. მორთვის არსებობისას ეს მნიშვნელობები უნდა განისაზღვროს სპეციალური გაანგარიშება. გადაადგილება V გვხვდება ბონჟანის შკალაზე, რომელიც დაფუძნებულია გემის მშვილდისა და ბარგის ნაკაწრის გაზომვის საფუძველზე, ჩაღრმავების ნიშნების გასწვრივ. ზღვის წყლის სიმკვრივე განისაზღვრება ჰიდრომეტრით.

მითითებულია როლიკებით ბალასტის მასა m და გადაცემის მკლავი l y და გაზომილია როლის კუთხე I 0.

ქუსლზე დადგომამდე გემის დატვირთვა მაქსიმალურად ახლოს უნდა იყოს მის მსუბუქი გემის გადაადგილებასთან (98-104%). ჭურჭლის მეტაცენტრული სიმაღლე უნდა იყოს მინიმუმ 0,2 მ. ამის მისაღწევად დასაშვებია ბალასტი.

მარაგი და სათადარიგო ნაწილები უნდა იყოს ნორმალურ ადგილას, დამაგრებული უნდა იყოს ტვირთი და წყლის, საწვავის და ზეთის ავზები უნდა დაიწიოს. როდესაც შევსება, ბალასტის ავზები უნდა იყოს დაჭერილი.

ხაზოვანი ბალასტი იდება გემის ღია გემბანზე ორივე მხრიდან სპეციალურ თაროებზე DP-სთან შედარებით რამდენიმე რიგში. გემზე გადატანილი დახრილი ბალასტის მასამ უნდა უზრუნველყოს ქუსლის კუთხე დაახლოებით 3 0 .

რულონის კუთხეების გასაზომად მზადდება სპეციალური სასწორები (მინიმუმ 3 მეტრის სიგრძის) ან ინკლინოგრაფები. კუთხეების გასაზომად გემის ინკლინომეტრების გამოყენება მიუღებელია, რადგან ისინი მნიშვნელოვან შეცდომას იძლევიან.

დახრილობა ხორციელდება მშვიდ ამინდში, როდესაც გემის ბორბალი არ არის 0,5 0-ზე მეტი. წყლის არეალის სიღრმემ თავიდან უნდა აიცილოს მიწასთან შეხება ან ტალახიან ნიადაგში კორპუსის ნაწილის აღმოჩენა. გემს უნდა შეეძლოს თავისუფლად ქუსლზე დგომა, რისთვისაც უნდა იყოს დრეკადი სამაგრის ხაზებში და ხომალდი არ უნდა ეხებოდეს სხვა გემის კედელს ან კორპუსს.

გამოცდილება მოიცავს როლიკებით ბალასტის გადატანას გვერდიდან გვერდზე ბრძანებით და როლის კუთხის გაზომვას გადატანამდე და მის შემდეგ.

საწყისი სტაბილურობის განსაზღვრა მოძრავი პერიოდის მიხედვით ხდება ცნობილი "კაპიტნის" ფორმულის საფუძველზე:

სადაც f I არის გემის საკუთარი საბორტო რხევების პერიოდი;

C I - ინერციული კოეფიციენტი;

B არის ჭურჭლის სიგანე.

ყოველი დახრილი ექსპერიმენტის დროს რეკომენდებულია გემის მოძრავი პერიოდის დადგენა, ხოლო 300 ტონაზე ნაკლები გადაადგილების გემებისთვის მისი განსაზღვრა სავალდებულოა. fI-ის განსაზღვრის საშუალებაა ინკლინოგრაფი ან წამზომი (მინიმუმ სამი დამკვირვებელი).

გემის რხევა ხორციელდება ეკიპაჟის კოორდინირებული სირბილით გვერდიდან გვერდზე გემის ვიბრაციების დროს, სანამ გემი 5 8 0-ით დაიხრება. კაპიტნის ფორმულა საშუალებას იძლევა, გემის ნებისმიერი დატვირთვის პირობებში, დაახლოებით განსაზღვროს მეტაცენტრული სიმაღლე, როდესაც ის ტალღებშია. უნდა გვახსოვდეს, რომ ერთი და იგივე გემისთვის ინერციული კოეფიციენტის მნიშვნელობა არ არის იგივე, რაც დამოკიდებულია მის დატვირთვაზე და ტვირთის განთავსებაზე. როგორც წესი, ცარიელი გემის ინერციული კოეფიციენტი უფრო დიდია ვიდრე დატვირთული გემის.

გამოქვეყნებულია Allbest.ru-ზე

...

მსგავსი დოკუმენტები

სტაბილურობა არის გემის უნარი გაუძლოს ქუსლების გარეგნულ მომენტებს საგანგებო შედეგების გარეშე. სტაბილურობის კლასიფიკაცია, გადაადგილების მეთოდები. სტაბილურობის გაზომვა მომენტის აღდგენით. სტაბილურობის ძირითადი ფორმულები, როლის კუთხეები.

პრეზენტაცია, დამატებულია 04/16/2011


გემის სტაბილურობისა და მორთვის კონცეფცია. გემის ქცევის გაანგარიშება მოგზაურობაზე პირველი, მეორე და მესამე კატეგორიის განყოფილების კუთვნილი პირობითი ხვრელის დატბორვისას. ზომები გემის გასასწორებლად კონტრდატბორვისა და აღდგენით.

ნაშრომი, დამატებულია 03/02/2012


წინადადებები გემის სტაბილურობისა და ჩაძირვისთვის. მისი დატვირთვის დაყოფა უფრო დიდ სტატიებად. ძირითადი ტვირთისა და მარაგების მიღებისა და განტვირთვის პროცედურა გამარტივებული დატვირთვის ცხრილის, უსაფრთხო დატვირთვის გრაფიკისა და სტაბილურობის ნომოგრამების გამოყენებით.

პრეზენტაცია, დამატებულია 04/16/2011


გემის მოგზაურობის ხანგრძლივობის, რეზერვების, გადაადგილების და სტაბილურობის გაანგარიშება ჩატვირთვამდე. გემის საწყობების, ტვირთისა და წყლის ბალასტის შენახვა. გემზე ჩასვლისა და ჩატვირთვის პარამეტრების განსაზღვრა დატვირთვის შემდეგ. სტატიკური და დინამიური სტაბილურობა.

კურსის სამუშაო, დამატებულია 20/12/2013


ტვირთის გეგმის შედგენა და გემის მდგრადობის გამოთვლა სტაბილურობის ინფორმაციის მონაცემების მიხედვით. სადესანტო და სტაბილურობის კონტროლი საწვავის და წყლის რეზერვების მოხმარების საფუძველზე. გემის ბალასტირება და კორპუსის წყლის გაჟონვის თავიდან აცილება.

რეზიუმე, დამატებულია 02/09/2009


ტვირთის გადაადგილების გავლენის გაანგარიშება A წერტილიდან B წერტილამდე. ტვირთის მოძრაობა განივი სიბრტყეში და ჰორიზონტალურად გემის გასწვრივ. სტატიკური მდგრადობის დიაგრამაში ცვლილებების გამოთვლა. შეჩერებული დატვირთვების გავლენა სტაბილურობაზე მაღალი გორგოლაჭების კუთხით.

პრეზენტაცია, დამატებულია 04/18/2011


ტვირთის განთავსების შესაძლო ვარიანტის არჩევა. გემის წონის გადაადგილების და კოორდინატების შეფასება. ჭურჭლის დატვირთული მოცულობის ელემენტების შეფასება. გემის მეტაცენტრული სიმაღლეების გამოთვლა. სტატიკური და დინამიური მდგრადობის დიაგრამის გამოთვლა და აგება.

ტესტი, დამატებულია 04/03/2014


გემის დაბრუნების შესაძლებლობა. დიზაინის სიტუაცია "ამინდის კრიტერიუმი" რუსეთის საზღვაო გადაზიდვების რეესტრის მოთხოვნებში. დაბრუნების მომენტისა და გემის გადარჩენის ალბათობის განსაზღვრა. მოთხოვნები დაზიანებული გემის დაშვებისა და სტაბილურობისთვის.

პრეზენტაცია, დამატებულია 04/16/2011


ნაოსნობის დროისა და გემის მარაგის განსაზღვრა მოგზაურობისთვის. გადაადგილების პარამეტრები გემის საწყისი დაშვებისას. მარაგებისა და ტვირთის დისტრიბუცია. გემის სადესანტო და საწყისი მდგრადობის გაანგარიშება მცირე დატვირთვის მიღების მეთოდით. კორპუსის გრძივი სიძლიერის შემოწმება.

ტესტი, დამატებულია 19/11/2012


უნივერსალური გემის ტექნიკური პარამეტრები. ტვირთის მახასიათებლები, მათი განაწილება სატვირთო სივრცეებს ​​შორის. მოთხოვნები ტვირთის გეგმისთვის. დიზაინის გადაადგილებისა და მოგზაურობის დროის განსაზღვრა. სიძლიერის შემოწმება და გემის სტაბილურობის გაანგარიშება.

სტაბილურობა არის გემის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ზღვაოსანობა, რომელიც დაკავშირებულია ნაოსნობის უსაფრთხოების უაღრესად მნიშვნელოვან საკითხებთან. სტაბილურობის დაკარგვა თითქმის ყოველთვის ნიშნავს გემის და, ძალიან ხშირად, ეკიპაჟის სიკვდილს. სხვა საზღვაო ვარგისიანობის ცვლილებებისგან განსხვავებით, სტაბილურობის დაქვეითება არ შეინიშნება და გემის ეკიპაჟი, როგორც წესი, არ აცნობიერებს მოსალოდნელ საფრთხეს დაბრუნებამდე ბოლო წამამდე. ამიტომ, უდიდესი ყურადღება უნდა მიექცეს გემის თეორიის ამ მონაკვეთის შესწავლას.

იმისათვის, რომ გემი იცუროს მოცემულ წონასწორულ მდგომარეობაში წყლის ზედაპირთან მიმართებაში, მან არა მხოლოდ უნდა აკმაყოფილებდეს წონასწორობის პირობებს, არამედ უნდა შეეძლოს წინააღმდეგობა გაუწიოს გარე ძალებს, რომლებიც მიდრეკილნი არიან მის გამოყვანას წონასწორობის პოზიციიდან და შეწყვეტის შემდეგ. ამ ძალების მოქმედებით, დაუბრუნდით საწყის პოზიციას. ამიტომ გემის ბალანსი უნდა იყოს სტაბილური ან სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, გემს უნდა ჰქონდეს დადებითი სტაბილურობა.

ამრიგად, სტაბილურობა არის გარე ძალების მიერ წონასწორული მდგომარეობიდან გამოყვანილი გემის უნარი, დაუბრუნდეს თავდაპირველ წონასწორობას ამ ძალების მოქმედების შეწყვეტის შემდეგ.

გემის სტაბილურობა დაკავშირებულია მის ბალანსთან, რაც ამ უკანასკნელის მახასიათებელს წარმოადგენს. თუ გემის ბალანსი სტაბილურია, მაშინ გემს აქვს დადებითი სტაბილურობა; თუ მისი წონასწორობა გულგრილია, მაშინ გემს აქვს ნულოვანი სტაბილურობა და ბოლოს, თუ გემის წონასწორობა არასტაბილურია, მაშინ მას აქვს უარყოფითი სტაბილურობა.

ტანკერის კაპიტანი შირიაევი
წყარო: fleetphoto.ru

ეს თავი შეისწავლის გემის გვერდითი დახრილობების შუა გემის ჩარჩო სიბრტყეში.

სტაბილურობას განივი დახრილობების დროს, ანუ როდესაც ხდება როლი, ეწოდება განივი. ჭურჭლის დახრილობის კუთხიდან გამომდინარე, გვერდითი მდგრადობა იყოფა სტაბილურობად დახრილობის მცირე კუთხით (10-15 გრადუსამდე), ანუ ე.წ. საწყისი მდგრადობა და სტაბილურობა დახრილობის დიდი კუთხით.

გემის დახრილობა ხდება ძალების წყვილის გავლენის ქვეშ; ძალების ამ წყვილის მომენტს, რომელიც იწვევს ჭურჭლის ბრუნვას გრძივი ღერძის გარშემო, ეწოდება ქუსლქვეშა მკრ.

თუ გემზე გამოყენებული Mcr თანდათან იზრდება ნულიდან საბოლოო მნიშვნელობამდე და არ იწვევს კუთხური აჩქარებებს და, შესაბამისად, ინერციულ ძალებს, მაშინ ასეთი დახრილობით სტაბილურობას სტატიკური ეწოდება.

გემზე მოქმედი ქუსლის მომენტი მყისიერად იწვევს კუთხური აჩქარებისა და ინერციული ძალების წარმოქმნას. სტაბილურობას, რომელიც ჩნდება ასეთი მიდრეკილებით, დინამიური ეწოდება.

სტატიკური სტაბილურობა ხასიათდება აღდგენის მომენტის წარმოქმნით, რომელიც მიდრეკილია ჭურჭლის თავდაპირველ წონასწორობაში დაბრუნებაში. დინამიური სტაბილურობა ხასიათდება ამ მომენტის მუშაობით მისი მოქმედების დასაწყისიდან დასრულებამდე.

განვიხილოთ ჭურჭლის ერთიანი განივი დახრილობა. ჩვენ ვივარაუდებთ, რომ საწყის მდგომარეობაში გემს აქვს სწორი დაშვება. ამ შემთხვევაში, დამხმარე ძალა D' მოქმედებს DP-ში და გამოიყენება C წერტილში - ხომალდის ზომის ცენტრში (ბუიანობის ცენტრი-B).

ბრინჯი. 1

დავუშვათ, რომ ჭურჭელმა ქუსლის მომენტის გავლენით მიიღო განივი დახრილობა მცირე θ კუთხით. შემდეგ სიდიდის ცენტრი გადავა C წერტილიდან C 1 წერტილამდე და დამხმარე ძალა, ახალი არსებული წყლის ხაზის B 1 L 1 პერპენდიკულარულად, მიმართული იქნება θ კუთხით ცენტრის სიბრტყის მიმართ. დამხმარე ძალის საწყისი და ახალი მიმართულების მოქმედების ხაზები გადაიკვეთება m წერტილში. დამხმარე ძალის მოქმედების ხაზის გადაკვეთის ამ წერტილს მცურავი გემის უსასრულო თანაბარი მოცულობის დახრილობაზე განივი მეტაცენტრი ეწოდება.

შეგვიძლია სხვა განმარტება მივცეთ მეტაცენტრს: განივი სიბრტყეში სიდიდის ცენტრის გადაადგილების მრუდის გამრუდების ცენტრს განივი მეტაცენტრი ეწოდება.

განივი სიბრტყეში სიდიდის ცენტრის გადაადგილების მრუდის მრუდის რადიუსს ეწოდება განივი მეტაცენტრული რადიუსი (ან მცირე მეტაცენტრული რადიუსი). იგი განისაზღვრება m განივი მეტაცენტრიდან C სიდიდის ცენტრამდე მანძილით და აღინიშნება ასო r-ით.

განივი მეტაცენტრული რადიუსი შეიძლება გამოითვალოს ფორმულის გამოყენებით:

ანუ განივი მეტაცენტრული რადიუსი უდრის წყალსადენის არეალის Ix ინერციის მომენტს ამ ტერიტორიის სიმძიმის ცენტრში გამავალი გრძივი ღერძის მიმართ, გაყოფილი ამ წყლის ხაზის შესაბამისი V მოცულობითი გადაადგილებით.

სტაბილურობის პირობები

დავუშვათ, რომ გემი, რომელიც იმყოფება პირდაპირ წონასწორობაში და ცურავს საჰაერო ხაზის წყლის ხაზის გასწვრივ, გარე ქუსლის მომენტის Mkr-ის მოქმედების შედეგად, ქუსლდება ისე, რომ საჰაერო ხაზის საწყისი წყლის ხაზი ახალი არსებული წყლის ხაზი B 1 L 1 ქმნის მცირე კუთხეს θ. წყალში ჩაძირული კორპუსის ნაწილის ფორმის ცვლილების გამო, შეიცვლება კორპუსის ამ ნაწილზე მოქმედი ჰიდროსტატიკური წნევის ძალების განაწილებაც. ჭურჭლის ზომის ცენტრი გადაინაცვლებს როლისკენ და გადავა C წერტილიდან C 1 წერტილამდე.

დამხმარე ძალა D', უცვლელი დარჩება, მიმართული იქნება ვერტიკალურად ზემოთ პერპენდიკულარულად ახალი ეფექტური წყლის ხაზისკენ და მისი მოქმედების ხაზი გადაკვეთს DP-ს თავდაპირველ განივი მეტაცენტრში m.

გემის სიმძიმის ცენტრის პოზიცია უცვლელი რჩება და წონის ძალა P პერპენდიკულარული იქნება ახალი წყლის ხაზის B 1 L 1-ზე. ამრიგად, ძალები P და D', ერთმანეთის პარალელურად, არ დევს ერთსა და იმავე ვერტიკალზე და, შესაბამისად, ქმნიან ძალების წყვილს GK მკლავით, სადაც K წერტილი არის პერპენდიკულარულის საფუძველი, რომელიც ჩამოვიდა G წერტილიდან G წერტილიდან. დამხმარე ძალის მოქმედების მიმართულება.

ძალების წყვილს, რომელიც წარმოიქმნება გემის წონით და დამხმარე ძალით, რომელიც ცდილობს დააბრუნოს ჭურჭელი თავდაპირველ წონასწორობის მდგომარეობაში, ეწოდება აღმდგენი წყვილი, ხოლო ამ წყვილის მომენტს ეწოდება აღდგენის მომენტი Mθ.

ქუსლიანი გემის სტაბილურობის საკითხი წყდება მომენტის მოქმედების მიმართულებით. თუ აღდგენის მომენტი მიდრეკილია დააბრუნოს გემი თავდაპირველ წონასწორობაში, მაშინ აღდგენის მომენტი დადებითია, გემის სტაბილურობა ასევე დადებითია - გემი სტაბილურია. ნახ. სურათი 2 გვიჩვენებს გემზე მოქმედი ძალების მდებარეობას, რაც შეესაბამება პოზიტიურ აღდგენის მომენტს. ადვილია იმის გადამოწმება, რომ ასეთი მომენტი ხდება, თუ CG მდებარეობს მეტაცენტრის ქვემოთ.

ბრინჯი. 2 ბრინჯი. 3

ნახ. სურათი 3 გვიჩვენებს საპირისპირო შემთხვევას, როდესაც აღდგენის მომენტი უარყოფითია (სიმძიმის ცენტრი დევს მეტაცენტრის ზემოთ). იგი მიდრეკილია კიდევ უფრო გადაუხვიოს ხომალდი წონასწორობის პოზიციიდან, რადგან მისი მოქმედების მიმართულება ემთხვევა გარე ქუსლის მომენტის Mkr-ის მოქმედების მიმართულებას. ამ შემთხვევაში გემი არ არის სტაბილური.

თეორიულად, შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ აღდგენის მომენტი, როდესაც ჭურჭელი იხრება ნულის ტოლია, ანუ გემის წონის ძალა და დამხმარე ძალა განლაგებულია იმავე ვერტიკალურზე, როგორც ნაჩვენებია ნახ. 4.

ბრინჯი. 4

გამოსწორების მომენტის არარსებობა იწვევს იმ ფაქტს, რომ ქუსლის მომენტის შეწყვეტის შემდეგ გემი რჩება დახრილ მდგომარეობაში, ანუ გემი არის გულგრილი წონასწორობაში.

ამრიგად, განივი მეტაცენტრის ფარდობითი პოზიციის მიხედვით m და C.T. G შეიძლება შეფასდეს გამოსწორების მომენტის ნიშნით ან სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, გემის მდგრადობაზე. ასე რომ, თუ განივი მეტაცენტრი არის სიმძიმის ცენტრის ზემოთ (ნახ. 2), მაშინ გემი სტაბილურია.

თუ განივი მეტაცენტრი მდებარეობს სიმძიმის ცენტრის ქვემოთ ან ემთხვევა მას (ნახ. 3, 4), გემი არ არის სტაბილური.

ეს წარმოშობს მეტაცენტრული სიმაღლის კონცეფციას: განივი მეტაცენტრული სიმაღლე არის განივი მეტაცენტრის აწევა გემის სიმძიმის ცენტრის ზემოთ წონასწორობის საწყის მდგომარეობაში.

განივი მეტაცენტრული სიმაღლე (ნახ. 2) განისაზღვრება მანძილით სიმძიმის ცენტრიდან (ანუ G) განივი მეტაცენტრამდე (ანუ m), ანუ სეგმენტი mG. ეს სეგმენტი არის მუდმივი მნიშვნელობა, ვინაიდან და C.T. და განივი მეტაცენტრი არ იცვლის თავის პოზიციას მცირე მიდრეკილებით. ამ მხრივ, მოსახერხებელია მისი მიღება გემის საწყისი სტაბილურობის კრიტერიუმად.

თუ განივი მეტაცენტრი მდებარეობს გემის სიმძიმის ცენტრის ზემოთ, მაშინ განივი მეტაცენტრული სიმაღლე დადებითად ითვლება. მაშინ გემის მდგრადობის პირობა შეიძლება ჩამოყალიბდეს შემდეგი ფორმულირებით: ჭურჭელი სტაბილურია, თუ მისი განივი მეტაცენტრული სიმაღლე დადებითია. ეს განმარტება მოსახერხებელია იმით, რომ საშუალებას იძლევა განვსაჯოთ ჭურჭლის სტაბილურობა მისი დახრილობის გათვალისწინების გარეშე, ანუ ნულოვანი კუთხით, როდესაც საერთოდ არ არის გასწორების მომენტი. იმის დასადგენად, თუ რა მონაცემებია საჭირო განივი მეტაცენტრული სიმაღლის მნიშვნელობის მისაღებად, მივმართოთ ნახ. 5, რომელიც გვიჩვენებს C სიდიდის ცენტრის ფარდობით მდებარეობას, სიმძიმის ცენტრს G და განივი მეტაცენტრის m გემის, რომელსაც აქვს დადებითი საწყისი გვერდითი სტაბილურობა.

ბრინჯი. 5

ნახაზი გვიჩვენებს, რომ განივი მეტაცენტრული სიმაღლე h შეიძლება განისაზღვროს ერთ-ერთი შემდეგი ფორმულით:

h = Z C ± r - Z G;

განივი მეტაცენტრული სიმაღლე ხშირად განისაზღვრება ბოლო თანასწორობის გამოყენებით. განივი მეტაცენტრის Zm აპლიკაციის ნახვა შეგიძლიათ მეტაცენტრული დიაგრამიდან. გემის განივი მეტაცენტრული სიმაღლის განსაზღვრისას ძირითადი სირთულეები წარმოიქმნება ZG სიმძიმის ცენტრის აპლიკაციის განსაზღვრისას, რომელიც განისაზღვრება გემის მასის დატვირთვის შემაჯამებელი ცხრილის გამოყენებით (საკითხი განიხილეს ლექციაში -).

უცხოურ ლიტერატურაში შესაბამისი წერტილების აღნიშვნა და მდგრადობის პარამეტრები შეიძლება გამოიყურებოდეს, როგორც ქვემოთ მოცემულია ნახ. 6.

ბრინჯი. 6

• სადაც K არის კილის წერტილი;
• B - ბუანიზმის ცენტრი;
• G - სიმძიმის ცენტრი;
• M - განივი მეტაცენტრი;
• KV - სიდიდის ცენტრის აპლიკაცია;
• KG - სიმძიმის ცენტრის აპლიკაცია;
• KM - განივი მეტაცენტრის აპლიკაცია;
• VM - განივი მეტაცენტრული რადიუსი (Radius of metacentre);
• BG - სიმძიმის ცენტრის აწევა სიდიდის ცენტრის ზემოთ;
• GM - განივი მეტაცენტრული სიმაღლე.

სტატიკური სტაბილურობის მკლავი, რომელიც ჩვენს ლიტერატურაში აღინიშნება როგორც GK, უცხოურ ლიტერატურაში აღინიშნება როგორც GZ.

შემოთავაზებული კითხვა:

გემის სტაბილურობა არის თვისება, რის გამოც გემი არ იხრება გარე ფაქტორების (ქარი, ტალღები და ა.შ.) და შიდა პროცესების (ტვირთის გადაადგილება, სითხის მარაგების მოძრაობა, სითხის თავისუფალი ზედაპირების არსებობა) ზემოქმედებისას. კუპეები და ა.შ.). გემის მდგრადობის ყველაზე ამომწურავი განმარტება შეიძლება იყოს შემდეგი: გემის უნარი არ ჩაიძიროს, როდესაც ექვემდებარება ზღვის ბუნებრივ ფაქტორებს (ქარი, ტალღები, ყინვა) მის დანიშნულ სანავიგაციო არეალში, აგრეთვე გამოწვეულ „შიდა“ მიზეზებთან ერთად. ეკიპაჟის ქმედებებით

ეს მახასიათებელი დაფუძნებულია წყლის ზედაპირზე მცურავი ობიექტის ბუნებრივ თვისებებზე - ის ამ ზემოქმედების შეწყვეტის შემდეგ თავდაპირველ პოზიციას უბრუნდება. ამრიგად, სტაბილურობა, ერთი მხრივ, ბუნებრივია და, მეორე მხრივ, მოითხოვს რეგულირებულ კონტროლს იმ პირის მხრიდან, რომელიც მონაწილეობს მის დიზაინსა და მუშაობაში.

სტაბილურობა დამოკიდებულია კორპუსის ფორმაზე და გემის სიმძიმის ცენტრის პოზიციაზე, შესაბამისად, დიზაინის დროს კორპუსის ფორმის სწორად არჩევით და ექსპლუატაციის დროს გემზე ტვირთის სწორად განთავსებით, შესაძლებელია უზრუნველყოფილი იყოს საკმარისი სტაბილურობა გარანტირებული გემის დაბრუნების პრევენცია ნებისმიერ ნაოსნობის პირობებში.

გემის დახრილობა შესაძლებელია სხვადასხვა მიზეზის გამო: შემხვედრი ტალღების მოქმედებიდან, ხვრელების დროს კუპეების ასიმეტრიული დატბორვის გამო, ტვირთის გადაადგილებიდან, ქარის წნევით, ტვირთის მიღების ან მოხმარების გამო და ა.შ. სტაბილურობის ორი ტიპი: განივი და გრძივი. ნავიგაციის უსაფრთხოების თვალსაზრისით (განსაკუთრებით ქარიშხლიან ამინდში), ყველაზე საშიშია განივი დახრილობები. განივი მდგრადობა ვლინდება მაშინ, როცა გემი გორავს, ე.ი. ბორტზე დახრისას. თუ გემის დახრის გამომწვევი ძალები ნელა მოქმედებს, მაშინ სტაბილურობას ეწოდება სტატიკური, ხოლო თუ სწრაფად, მაშინ დინამიური. ჭურჭლის დახრილობას განივი სიბრტყეში ეწოდება რულეტი, ხოლო გრძივი სიბრტყეში - მორთვა; ამ შემთხვევაში ჩამოყალიბებული კუთხეები, შესაბამისად, აღინიშნება O და y. სტაბილურობას დახრილობის მცირე კუთხით (10 - 12°) თავდაპირველი სტაბილურობა ეწოდება.

(ნახ.2)

წარმოვიდგინოთ, რომ გარე ძალების გავლენით ხომალდი 9-იანი კუთხით დაიხარა (ნახ. 2). შედეგად, გემის წყალქვეშა ნაწილის მოცულობამ შეინარჩუნა ზომა, მაგრამ შეიცვალა ფორმა; მარჯვენა მხარეს წყალში დამატებითი მოცულობა შევიდა, მარცხენა მხარეს კი წყლიდან თანაბარი მოცულობა გამოვიდა. სიდიდის ცენტრი გადავიდა საწყისი პოზიციიდან C-დან გემის როლისკენ, ახალი მოცულობის სიმძიმის ცენტრში - წერტილი C1. როდესაც ხომალდი დახრილ მდგომარეობაშია, გრავიტაციული ძალა P, რომელიც გამოიყენება G წერტილში და დამხმარე ძალა D, რომელიც გამოიყენება C წერტილში, რჩება პერპენდიკულარულად ახალი წყლის ხაზის V1L1-ზე, ქმნის ძალების წყვილს GK მკლავით, რომელიც არის პერპენდიკულარულად დაბლა. G წერტილიდან დამხმარე ძალების მიმართულებამდე.

თუ ჩვენ გავაგრძელებთ დამხმარე ძალის მიმართულებას C1 წერტილიდან, სანამ იგი არ გადაიკვეთება თავდაპირველ მიმართულებასთან C წერტილიდან, მაშინ საწყისი მდგრადობის პირობების შესაბამისი მცირე კუთხით, ეს ორი მიმართულება გადაიკვეთება M წერტილში, რომელსაც ეწოდება განივი მეტაცენტრი.

M და G წერტილების შედარებითი პოზიცია საშუალებას გვაძლევს დავადგინოთ გვერდითი სტაბილურობის დამახასიათებელი შემდეგი მახასიათებელი: (ნახ. 3)

• ა) თუ მეტაცენტრი მდებარეობს სიმძიმის ცენტრის ზემოთ, მაშინ აღდგენის მომენტი დადებითია და მიდრეკილია დააბრუნოს გემი პირვანდელ მდგომარეობაში, ანუ ქუსლების დადგომისას გემი სტაბილური იქნება.
• ბ) თუ წერტილი M არის G წერტილის ქვემოთ, მაშინ h0 უარყოფითი მნიშვნელობით მომენტი უარყოფითია და მიდრეკილია გაზარდოს როლი, ანუ ამ შემთხვევაში ჭურჭელი არასტაბილურია.
• გ) როდესაც M და G წერტილები ერთმანეთს ემთხვევა, ძალები P და D მოქმედებენ ერთი ვერტიკალური სწორი ხაზის გასწვრივ, ძალების წყვილი არ წარმოიქმნება და აღდგენის მომენტი ნულის ტოლია: მაშინ გემი უნდა ჩაითვალოს არასტაბილურად, რადგან ის არ ცდილობს დაბრუნებას. თავდაპირველი წონასწორობის პოზიციამდე (ნახ. 3).

ნახ.3

გემის უარყოფითი საწყისი სტაბილურობის გარეგანი ნიშნებია:

• -- გემის ნავიგაცია გორგალით ქუსლის მომენტების არარსებობის შემთხვევაში;
• - გემის გასწორებისას მოპირდაპირე მხარეს გადახვევის სურვილი;
• - მიმოქცევის დროს გვერდიდან გვერდზე გადატანა, ხოლო რულონი რჩება მაშინაც კი, როდესაც გემი პირდაპირ კურსზე შედის;
• -- დიდი რაოდენობით წყალი სათავსოებში, პლატფორმებზე და გემბანებზე.

სტაბილურობა, რომელიც ვლინდება ჭურჭლის გრძივი დახრილობების დროს, ე.ი. მორთვისას მას გრძივი ეწოდება.

როდესაც ჭურჭელი გრძივად არის დახრილი განივი ღერძის გარშემო w კუთხით ც.ვ. გადავა C წერტილიდან C1 წერტილამდე და დამხმარე ძალა, რომლის მიმართულება ნორმალურია არსებული წყლის ხაზის მიმართ, იმოქმედებს საწყისი მიმართულების w კუთხით. დამხმარე ძალების თავდაპირველი და ახალი მიმართულების მოქმედების ხაზები იკვეთება წერტილში. გადაკვეთის წერტილს, დამხმარე ძალების მოქმედების ხაზს გრძივი სიბრტყეში უსასრულოდ მცირე დახრილობაზე ეწოდება M. გემის ზღვისუნარიანობის, მდგრადობის და ამძრავის გრძივი მეტაცენტრი.

IF წყალსადენის ზონის ინერციის გრძივი მომენტი მნიშვნელოვნად აღემატება IX ინერციის განივი მომენტს. აქედან გამომდინარე, გრძივი მეტაცენტრული რადიუსი R ყოველთვის მნიშვნელოვნად აღემატება განივი რადიუსს r. უხეშად ვარაუდობენ, რომ გრძივი მეტაცენტრული რადიუსი R დაახლოებით ტოლია გემის სიგრძეზე. ვინაიდან გრძივი მეტაცენტრული რადიუსი R მრავალჯერ მეტია განივი r-ზე, ნებისმიერი გემის გრძივი მეტაცენტრული სიმაღლე H მრავალჯერ მეტია განივი h-ზე. ამიტომ, თუ გემს აქვს გვერდითი სტაბილურობა, მაშინ გრძივი სტაბილურობა, რა თქმა უნდა, უზრუნველყოფილია.

გემის სტაბილურობაზე მოქმედი ფაქტორები, რომლებიც ძლიერ გავლენას ახდენენ გემის სტაბილურობაზე.

ფაქტორები, რომლებიც მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული მცირე გემის ექსპლუატაციისას, მოიცავს:

• 1. გემის მდგრადობაზე ყველაზე დიდ გავლენას ახდენს მისი სიგანე: რაც უფრო დიდია იგი სიგრძესთან, გვერდის სიმაღლესთან და ნაკადთან მიმართებაში, მით უფრო მაღალია სტაბილურობა. უფრო ფართო ნავს აქვს უფრო დიდი გასწორების მომენტი.
• 2. პატარა ჭურჭლის მდგრადობა იზრდება, თუ კორპუსის ჩაძირული ნაწილის ფორმა იცვლება ქუსლის დიდი კუთხით. ეს განცხადება, მაგალითად, არის საფუძველი გვერდითი ბუჩქებისა და ქაფიანი ფარფლების მოქმედებისა, რომლებიც წყალში ჩაძირვისას ქმნის დამატებით გასწორების მომენტს.
• 3. სტაბილურობა უარესდება, თუ გემს აქვს საწვავის ავზები ზედაპირული სარკეთი გვერდიდან გვერდზე, ამიტომ ამ ავზებს უნდა ჰქონდეთ გემის ცენტრალური ხაზის პარალელურად დაყენებული ტიხრები, ან ვიწრო იყოს მათ ზედა ნაწილში.
• 4. სტაბილურობაზე ყველაზე დიდ გავლენას ახდენს გემზე მგზავრების და ტვირთის განთავსება, რაც შეიძლება დაბლა. პატარა გემზე ადამიანებს არ უნდა მიეცეთ ბორტზე ჯდომა ან თვითნებურად გადაადგილება, როცა ის მოძრაობს. ტვირთები საიმედოდ უნდა იყოს დამაგრებული, რათა არ მოხდეს მათი მოულოდნელი გადაადგილება ჩვეულებრივი ადგილებიდან.
• 5. ძლიერი ქარისა და ტალღების დროს ქუსლის მომენტის (განსაკუთრებით დინამიური) ეფექტი ძალიან საშიშია გემისთვის, ამიტომ ამინდის პირობების გაუარესების გამო აუცილებელია გემის თავშესაფარში გადაყვანა და უამინდობის მოლოდინი. თუ ამის გაკეთება შეუძლებელია ნაპირამდე მნიშვნელოვანი მანძილის გამო, მაშინ ქარიშხლიან პირობებში უნდა ეცადოთ გემი „ქარისკენ“ დაიჭიროთ, ზღვის ლანჩი გადააგდოთ და ძრავა დაბალი სიჩქარით აწარმოოთ.

გადაჭარბებული სტაბილურობა იწვევს სწრაფ გადახვევას და ზრდის რეზონანსის რისკს. ამიტომ რეესტრმა დააწესა შეზღუდვები არა მხოლოდ სტაბილურობის ქვედა, არამედ ზედა ზღვარზეც.

გემის მდგრადობის გასაზრდელად (გასწორების მომენტის გაზრდა გორგოლაჭის კუთხის ერთეულზე), საჭიროა გაიზარდოს მეტაცენტრული სიმაღლე h გემზე ტვირთისა და მარაგების სათანადო განთავსებით (უფრო მძიმე ტვირთი ქვედა ნაწილში და მსუბუქი ტვირთი ზევით. ). ამავე მიზნით (განსაკუთრებით ბალასტში ცურვისას - ტვირთის გარეშე) მიმართავენ ბალასტური ავზების წყლით შევსებას.