Pagganap ng sasakyang-dagat

Ang pinaka-katangiang mga katangian ng pagpapatakbo ng isang maliit na barko ay: kapasidad ng pasahero,kapasidad ng pag-load, pag-aalis at bilis.

Ang kapasidad ng pasahero ay isang tagapagpahiwatig na katumbas ng bilang ng mga lugar na may kagamitan upang mapaunlakan ang mga tao sa barko. Ang kapasidad ng pasahero ay depende sa kapasidad ng pagdadala:

P = G/100, mga tao (may bagahe), o P =G/75 mga tao (walang bagahe)

Sa kasong ito, ang resulta ay bilugan sa isang mas maliit na integer. Sa isang maliit na sasakyang-dagat, ang pagkakaroon ng mga upuan na may kagamitan ay dapat na tumutugma sa kapasidad ng pasahero na itinatag para sa barko.

Ang kapasidad ng pasahero ay maaaring kalkulahin gamit ang formula:

N=Lnb Bnb/K, mga tao,

saan SA - empirical coefficient kinuha katumbas ng: para sa motor at paggaod bangka - 1.60; para sa mga bangka - 2.15.

Kapasidad ng pag-load- ang kargamento ng barko, kabilang ang masa ng mga tao at mga bagahe ayon sa kapasidad ng pasahero. May pagkakaiba sa pagitan ng deadweight at net tonnage.

Deadweight - ito ang pagkakaiba sa pagitan ng displacement kapag fully load at kapag unladen.

Netong kapasidad ng pagkarga - Ito ang masa ng kargada lamang na maaaring kunin ng barko.

Para sa malalaking sisidlan, ang yunit ng pagbabago sa kapasidad ng pagdadala ay tonelada, para sa maliliit na sisidlan - kg. Maaaring kalkulahin ang kapasidad ng pag-load C gamit ang mga formula, o maaaring matukoy sa eksperimentong paraan. Upang gawin ito, kapag ang sisidlan ay walang laman, ngunit may mga supply at isang reserba ng gasolina, ang kargamento ay sunud-sunod na inilalagay hanggang sa maabot ng barko ang waterline na naaayon sa pinakamababang taas ng freeboard. Ang bigat ng inilagay na kargamento ay tumutugma sa kapasidad ng pagdadala ng barko.

Pag-alis . Mayroong dalawang uri ng displacement - mass (weight) at volumetric.

Pag-aalis ng masa (timbang). - ito ang masa ng barko na nakalutang, katumbas ng masa ng tubig na inilipat ng barko. Ang yunit ng pagsukat ay tonelada.

Volumetric displacement V - ito ang volume ng ilalim ng tubig na bahagi ng sisidlan sa m3. Ang pagkalkula ay ginawa sa pamamagitan ng mga pangunahing sukat:

V = SL VT,

kung saan ang S ay ang koepisyent ng kumpletong pag-aalis, katumbas ng 0.35 - 0.6 para sa maliliit na sisidlan, at ang mas mababang halaga ng koepisyent ay tipikal para sa maliliit na sisidlan na may matalim na tabas. Para sa mga displacement boat S = 0.4 - 0.55, planing boat S = 0.45 - 0.6, motor boat 5 - 0.35 - 0.5, para sa mga barkong naglalayag ang koepisyent na ito ay mula 0.15 hanggang 0.4 .

Bilis.

Ang bilis ay ang distansyang nilakbay ng isang barko sa bawat yunit ng oras. Sa mga sasakyang pandagat, ang bilis ay sinusukat sa mga buhol (milya bawat oras), at sa mga sasakyang paloob - sa kilometro bawat oras (km/h). Ang navigator ng isang maliit na sasakyang-dagat ay inirerekomenda na malaman ang tatlong bilis: ang pinakamataas (maximum) na ang sasakyang-dagat ay bubuo sa pinakamataas na lakas ng makina; ang pinakamaliit (minimum) kung saan ang barko ay sumusunod sa timon; medium - ang pinaka-ekonomiko para sa medyo malalaking transition. Ang bilis ay nakasalalay sa lakas ng makina, ang laki at hugis ng katawan ng barko, ang pagkarga ng sisidlan at iba't ibang panlabas na mga kadahilanan: mga alon, hangin, alon, atbp.

Seaworthiness ng barko

Ang kakayahan ng isang sisidlan na manatiling nakalutang, makipag-ugnayan sa tubig, at hindi tumaob o lumubog kapag binaha ay nailalarawan sa pagiging seaworthiness nito. Kabilang dito ang: buoyancy, stability at unsinkability.

Buoyancy. Ang buoyancy ay ang kakayahan ng isang barko na lumutang sa ibabaw ng tubig, na mayroong ibinigay na draft. Ang mas maraming bigat na ilalagay mo sa bangka, mas malalim itong lulubog sa tubig, ngunit hindi mawawala ang buoyancy hanggang sa magsimulang dumaloy ang tubig sa katawan ng barko.

Sa kaganapan ng isang pagtagas sa katawan ng barko o isang butas, pati na rin ang tubig na pumapasok sa sisidlan sa panahon ng bagyo, ang timbang nito ay tumataas. Samakatuwid, ang barko ay dapat magkaroon ng reserba ng buoyancy.

Buoyancy reserve - Ito ang tubig-tight volume ng katawan ng barko, na matatagpuan sa pagitan ng load waterline at sa itaas na gilid ng gilid. Kung walang reserbang buoyancy, lulubog ang barko kung makapasok man ang maliit na tubig sa loob ng katawan ng barko.

Ang reserba ng buoyancy na kinakailangan para sa ligtas na pag-navigate ng isang sasakyang-dagat ay sinisiguro sa pamamagitan ng pagbibigay sa barko ng sapat na taas ng freeboard, pati na rin ang pagkakaroon ng mga hindi tinatagusan ng tubig na pagsasara at mga bulkhead sa pagitan ng mga compartment at buoyancy block - mga elemento ng istruktura sa loob ng katawan ng isang maliit na sisidlan sa anyo. ng isang solidong bloke ng materyal (halimbawa, polystyrene) na may density na mas mababa sa isa . Sa kawalan ng naturang mga bulkhead at buoyancy block, anumang butas sa ilalim ng tubig na bahagi ng katawan ay humahantong sa kumpletong pagkawala ng buoyancy reserve at pagkamatay ng barko.

Ang reserba ng buoyancy ay depende sa taas ng freeboard - kung mas mataas ang freeboard, mas malaki ang reserba ng buoyancy. Ang reserbang ito ay na-standardize ng pinakamababang taas ng freeboard, depende sa halaga kung saan ang ligtas na lugar ng nabigasyon at pinahihintulutang distansya mula sa baybayin ay itinatag para sa isang partikular na maliit na sasakyang-dagat. Gayunpaman, imposibleng abusuhin ang taas ng freeboard, dahil nakakaapekto ito sa isa pang pantay na mahalagang kalidad - katatagan

Katatagan. Ang katatagan ay ang kakayahan ng isang barko na mapaglabanan ang mga puwersa na nagiging sanhi ng pagtabingi nito, at pagkatapos ng pagtigil ng mga puwersang ito (hangin, alon, paggalaw ng mga pasahero, atbp.) upang bumalik sa orihinal nitong posisyon ng ekwilibriyo. Ang parehong sasakyang-dagat ay maaaring magkaroon ng mahusay na katatagan kung ang kargamento ay matatagpuan malapit sa ibaba at maaaring bahagyang o ganap na mawalan ng katatagan kung ang kargamento o mga tao ay inilagay nang bahagyang mas mataas.

Mayroong dalawang uri ng katatagan: transverse at longitudinal. Ang transverse stability ay nagpapakita ng sarili kapag ang barko ay gumulong, i.e. kapag ikiling ito sa board. Sa panahon ng nabigasyon, dalawang puwersa ang kumikilos sa barko: gravity at suporta. Ang resultang D (Larawan 1, a) ng gravity force ng sisidlan, na nakadirekta pababa, ay ilalapat sa puntong G, na tinatawag na sentro ng grabidad (CG), at ang resultang A ng mga puwersa ng suporta, na nakadirekta pataas, ay magiging kondisyon na inilapat sa sentro ng grabidad C ng bahaging nakalubog sa sisidlan ng tubig, na tinatawag na sentro ng magnitude (CV). Kapag ang barko ay walang trim and roll, ang CG at CV ay matatagpuan sa centerline plane ng barko (DP).

Fig. 1 Lokasyon ng mga resultang pwersa ng grabidad at suporta na may kaugnayan sa isa't isa sa iba't ibang posisyon ng sisidlan

Ang halaga ng ho ay nagpapakilala sa katatagan ng sisidlan sa mababang inclinations. Ang posisyon ng point M sa ilalim ng mga kundisyong ito ay halos independiyente sa anggulo ng roll f.

Ang puwersa D at ang pantay na puwersang sumusuporta A ay bumubuo ng isang pares ng mga puwersa gamit ang balikat /, na lumilikha ng sandali ng pagpapanumbalik MB=Dl. Ang sandaling ito ay may posibilidad na ibalik ang barko sa orihinal nitong posisyon. Tandaan na ang CG ay nasa ibaba ng point M.

Ngayon isipin na ang isang karagdagang pagkarga ay inilalagay sa deck ng parehong barko (Larawan 1, c). Bilang isang resulta, ang CG ay matatagpuan nang mas mataas, at sa panahon ng isang roll, ang point M ay nasa ibaba nito. Ang magreresultang pares ng mga puwersa ay hindi na lilikha ng sandali ng pagpapanumbalik, ngunit isang pagbaligtad na sandali ng Mopr. Dahil dito, ang barko ay magiging hindi matatag at tumaob.

Ang lateral stability ng sasakyang-dagat ay lubos na naiimpluwensyahan ng lapad ng katawan ng barko: ang mas malawak na katawan ng barko, mas matatag ang sisidlan, at, sa kabaligtaran, ang mas makitid at mas mataas ang katawan ng barko, mas masama ang katatagan.

Para sa maliliit na high-speed na sasakyang-dagat (lalo na kapag gumagalaw sa mataas na bilis sa panahon ng mga alon), ang pagpapanatili ng longitudinal na katatagan ay hindi palaging isang nalutas na problema.

Para sa mga maliliit na sisidlan ng kilya, ang paunang metacentric na taas ay, bilang panuntunan, 0.3 - 0.6 m Ang katatagan ng sisidlan ay nakasalalay sa pagkarga ng sisidlan, ang paggalaw ng kargamento, mga pasahero at iba pang mga dahilan. Kung mas malaki ang metacentric na taas, mas malaki ang righting moment at mas matatag ang sisidlan, gayunpaman, na may mataas na katatagan ang sisidlan ay may matalim na roll. Napapabuti ang katatagan ng mababang posisyon ng makina, tangke ng gasolina, mga upuan at naaangkop na paglalagay ng mga kargamento at tao.

Sa malakas na hangin, isang malakas na alon ang tumatama sa gilid, at sa ilang iba pang mga kaso, ang roll ng barko ay mabilis na tumataas at isang dynamic na sandali ng takong ay nangyayari. Sa kasong ito, tataas ang roll ng barko kahit na pagkatapos ay magkapantay ang takong at righting moments. Nangyayari ito dahil sa pagkilos ng inertial force. Karaniwan, ang naturang roll ay dalawang beses na mas malaki kaysa sa roll mula sa static na aksyon ng parehong takong sandali. Samakatuwid, ang paglalayag sa mabagyong panahon, lalo na para sa maliliit na sasakyang-dagat, ay lubhang mapanganib.

Longitudinal na katatagan kumikilos kapag ang barko ay tumagilid sa busog o popa, i.e. sa panahon ng pitching. Dapat isaalang-alang ng navigator ang katatagan na ito kapag gumagalaw sa mataas na bilis sa panahon ng mga alon, dahil Dahil nabaon ang ilong nito sa tubig, maaaring hindi maibalik ng bangka o de-motor na bangka ang orihinal nitong posisyon at lumubog, at kung minsan ay tumaob pa.

Mga salik na nakakaapekto sa katatagan ng barko:

a) Ang katatagan ng isang sisidlan ay higit na naaapektuhan ng lapad nito: mas malaki ang kaugnayan nito sa haba, taas ng gilid at draft, mas mataas ang katatagan.

b) Ang katatagan ng isang maliit na sisidlan ay tumataas kung ang hugis ng nakalubog na bahagi ng katawan ng barko ay binago sa malalaking anggulo ng takong. Ang pahayag na ito, halimbawa, ay ang batayan para sa pagkilos ng mga side boule at foam fender, na, kapag inilubog sa tubig, ay lumikha ng karagdagang righting moment.

c) Lumalala ang katatagan kung ang barko ay may mga tangke ng gasolina na may salamin sa ibabaw mula sa gilid patungo sa gilid, kaya ang mga tangke na ito ay dapat na may panloob na mga partisyon

d) Ang katatagan ay higit na naiimpluwensyahan ng paglalagay ng mga pasahero at kargamento sa barko; Sa isang maliit na sisidlan, ang mga tao ay hindi dapat pahintulutang umupo sa sakay o magpalipat-lipat nang arbitraryo habang ito ay gumagalaw. Ang mga kargamento ay dapat na ligtas na ikabit upang maiwasan ang mga ito mula sa hindi inaasahang paglipat mula sa kanilang mga lokasyon ng stowage e) Sa malakas na hangin at alon, ang epekto ng heeling moment ay lubhang mapanganib para sa sasakyang pandagat, samakatuwid, habang lumalala ang kondisyon ng panahon, kinakailangang dalhin ang barko sa kanlungan at hintayin ang masamang panahon. Kung imposibleng gawin ito dahil sa malaking distansya sa baybayin, kung gayon sa mga mabagyo na kondisyon ay dapat mong subukang panatilihing "tumulong sa hangin" ang barko, itapon ang angkla ng dagat at patakbuhin ang makina sa mababang bilis.

Hindi nalulubog. Ang unsinkability ay ang kakayahan ng isang barko na manatiling buoyant pagkatapos na baha ang bahagi ng barko.

Ang unsinkability ay tinitiyak sa istruktura - sa pamamagitan ng paghahati sa katawan ng barko sa mga hindi tinatagusan ng tubig na mga compartment, paglalagay ng sasakyang-dagat ng mga bloke ng buoyancy at mga paraan ng pagpapatuyo.

Ang mga di-binahang volume ng katawan ng barko ay kadalasang gawa sa mga bloke ng bula. Ang kinakailangang dami at lokasyon nito ay kinakalkula upang matiyak ang isang emergency na reserba ng buoyancy at mapanatili ang emergency na sisidlan sa "even keel" na posisyon.

Siyempre, sa mga kondisyon ng malakas na dagat, hindi lahat ng bangkang de-motor o pamutol na nakatanggap ng isang butas ay titiyakin ang katuparan ng mga kinakailangang ito.

Ang kakayahang magamit ng isang maliit na sisidlan

Ang mga pangunahing katangian ng pagmamaniobra ng isang sisidlan ay kinabibilangan ng: controllability, circulation, propulsion at inertia

Kakayahang kontrolin. Ang controllability ay ang kakayahan ng isang sisidlan na mapanatili ang isang tiyak na direksyon ng paggalaw habang gumagalaw na may pare-parehong posisyon ng timon (heading stability) at upang baguhin ang direksyon ng paggalaw nito habang gumagalaw sa ilalim ng impluwensya ng timon (agility).

Katatagan ng kurso ay pag-aari ng isang sisidlan upang mapanatili ang isang tuwid na direksyon ng paggalaw. Kung ang barko, na may timon sa isang tuwid na posisyon, ay lumihis mula sa kurso, kung gayon ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay karaniwang tinatawag na yaw ng barko.

Kung ang barko, na may timon sa isang tuwid na posisyon, ay lumihis mula sa kurso, kung gayon ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay karaniwang tinatawag na yaw ng barko.

Ang mga sanhi ng yaw ay maaaring maging permanente o pansamantala. Ang patuloy na mga kadahilanan ay kinabibilangan ng mga nauugnay sa mga tampok ng disenyo ng sisidlan: mapurol na mga contour ng bow ng katawan, pagkakaiba sa pagitan ng haba ng sisidlan at lapad nito, hindi sapat na lugar ng talim ng timon, ang impluwensya ng pag-ikot ng propeller

Ang pansamantalang yaw ay maaaring sanhi ng hindi tamang pagkarga ng sisidlan, hangin, mababaw na tubig, hindi pantay na agos, atbp.

Ang mga konsepto ng "katatagan ng kurso" at "kaliksi" ay magkasalungat, ngunit ang mga katangiang ito ay likas sa halos lahat ng mga barko at nagpapakilala sa kanilang kakayahang kontrolin.

Ang kakayahang kontrolin ay naiimpluwensyahan ng maraming mga kadahilanan at mga kadahilanan, ang mga pangunahing ay ang pagkilos ng manibela, ang pagpapatakbo ng propeller at ang kanilang pakikipag-ugnayan.

Agility- ang pag-aari ng isang barko upang baguhin ang direksyon ng paggalaw sa ilalim ng impluwensya ng timon. Ang kalidad na ito ay pangunahing nakasalalay sa tamang ratio ng haba at lapad ng katawan ng barko, ang hugis ng mga contour nito, pati na rin ang lugar ng talim ng timon.

Mga tampok ng kakayahang kontrolin ang sasakyang-dagat kapag lumilipat mula pasulong patungo sa reverse

Kapag nagsasagawa ng mga operasyon sa pagpupugal o ang pangangailangang agarang ihinto ang sisidlan (panganib ng banggaan, pagpigil sa saligan, pagtulong sa isang tao sa dagat, atbp.), Kinakailangang lumipat mula pasulong patungo sa baligtad. Sa mga kasong ito, dapat isaalang-alang ng navigator na sa mga unang segundo, kapag binabago ang pagpapatakbo ng right-hand rotation propeller mula pasulong patungo sa reverse, ang stern ay mabilis na gumulong sa kaliwa, at sa kaliwang kamay na rotation propeller - sa kanan.

Mga dahilan na nakakaapekto sa pagkontrol

Bilang karagdagan sa timon at umiikot na propeller, ang katatagan at liksi ng sisidlan ay naiimpluwensyahan ng iba pang mga kadahilanan, pati na rin ang isang bilang ng mga tampok ng disenyo ng sisidlan: ang ratio ng mga pangunahing sukat, ang hugis ng mga contour ng katawan ng barko, ang mga parameter ng timon at propeller. Ang kakayahang kontrolin ay nakasalalay din sa mga kondisyon ng paglalayag: ang likas na katangian ng pagkarga ng barko, mga hydrometeorological na kadahilanan.

Sirkulasyon Kung ililipat mo ang timon sa anumang panig habang gumagalaw ang barko, magsisimulang lumiko ang barko at maglalarawan ng isang hubog na linya sa tubig. Ang kurba na ito, na inilarawan ng sentro ng grabidad ng barko sa isang pagliko, ay tinatawag na linya ng sirkulasyon (Larawan 2), at ang distansya sa pagitan ng centerline plane ng barko sa pasulong na kurso at ang centerline na eroplano nito pagkatapos i-on ang pabalik na kurso ( 180) ay ang taktikal na diameter ng sirkulasyon. Ang mas maliit ang taktikal na diameter ng sirkulasyon, mas mahusay ang kakayahang magamit ng sisidlan ay isinasaalang-alang. Ang kurba na ito ay malapit sa isang bilog, at ang diameter nito ay nagsisilbing sukatan ng kakayahang magamit ng sisidlan

Ang diameter ng sirkulasyon ay karaniwang sinusukat sa metro. Para sa maliliit na sasakyang pang-motor, ang sukat ng taktikal na diameter ng sirkulasyon sa karamihan ng mga kaso ay katumbas ng 2-3 haba ng barko. Kailangang malaman ng bawat driver ang diameter ng sirkulasyon ng sisidlan na kailangan niyang kontrolin, dahil ang tama at ligtas na pagmamaniobra ay higit na nakasalalay dito. Ang bilis ng daluyan sa panahon ng sirkulasyon ay nabawasan sa 30%. Hindi natin dapat kalimutan na kapag gumagalaw sa isang kurba, isang puwersang sentripugal ang kumikilos sa barko (Larawan 3), na nakadirekta mula sa gitna ng kurbada hanggang sa panlabas na bahagi at inilapat sa sentro ng grabidad ng barko.

Fig 2 Sirkulasyon /—circulation line, 2—taktikal na circulation diameter, 3—steady circulation diameter

Ang pag-anod ng sisidlan na nagmumula sa puwersa ng sentripugal ay pinipigilan ng puwersa ng paglaban ng tubig - lateral resistance, ang punto ng aplikasyon na kung saan ay matatagpuan sa ibaba ng sentro ng grabidad. Bilang resulta, lumitaw ang isang pares ng mga puwersa na lumilikha ng isang roll sa board, kabaligtaran sa direksyon ng pag-ikot. Tumataas ang roll habang tumataas ang sentro ng grabidad ng sisidlan sa itaas ng sentro ng lateral resistance at habang bumababa ang metacentric na taas.

Ang pagtaas sa bilis ng pag-ikot at pagbaba sa diameter ng sirkulasyon ay makabuluhang nagpapataas ng roll, na maaaring humantong sa pag-capsizing ng sisidlan. Samakatuwid, huwag gumawa ng matalim na pagliko kapag ang bangka ay gumagalaw nang napakabilis.

Hindi tulad ng maginoo na mga displacement vessel, ang mga vessel na may planing contours sa sirkulasyon ay lumiliko sa loob (Fig. 4). Nangyayari ito mula sa karagdagang puwersa ng pag-angat na nangyayari sa katawan ng barko sa panahon ng lateral displacement dahil sa planing contours. Kasabay nito, ang pag-slide ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng centrifugal force sa labas, kaya naman ang mga planing ship ay may bahagyang mas malaking sirkulasyon kumpara sa mga displacement ship.

Bilang karagdagan sa diameter ng sirkulasyon, dapat mo ring malaman ang oras nito, i.e. ang oras na kailangan ng barko upang gumawa ng 360° turn.

Ang pinangalanang mga elemento ng sirkulasyon ay nakasalalay sa pag-aalis ng sisidlan at ang likas na katangian ng paglalagay ng kargamento sa haba nito, pati na rin sa bilis. Sa mababang bilis ang diameter ng sirkulasyon ay mas maliit.

Mobility. Ang propulsion ay ang kakayahan ng isang sisidlan na gumalaw sa isang tiyak na bilis na may ibinigay na lakas ng makina, habang dinadaig ang mga puwersa ng paglaban sa paggalaw.

Ang paggalaw ng sisidlan ay posible lamang kung mayroong isang tiyak na puwersa na maaaring pagtagumpayan ang paglaban ng tubig - ang tulak. Sa patuloy na bilis, ang halaga ng paghinto ay katumbas ng halaga ng paglaban ng tubig. Ang bilis ng sisidlan at ang tulak ay nauugnay sa sumusunod na relasyon:

R. V=ho-N.saan: V - bilis ng barko; K - paglaban ng tubig; N - lakas ng makina; ho -Kahusayan=0.5.

Ipinapakita ng equation na ito na habang tumataas ang bilis, tumataas din ang resistensya ng tubig. Gayunpaman, ang pag-asa na ito ay may ibang pisikal na kahulugan at katangian para sa mga displacement vessel at planing vessel.

Halimbawa, sa bilis ng isang displacement vessel hanggang sa halagang katumbas ng V = 2 ÖL, km/h (L ang haba ng sisidlan, m), ang water resistance K ay binubuo ng friction resistance ng tubig sa hull balat at ang paglaban sa hugis, na nilikha ng kaguluhan ng tubig. Kapag ang bilis ng sisidlan na ito ay lumampas sa tinukoy na halaga, ang mga alon ay nagsisimulang mabuo at ang isang ikatlong pagtutol ay idinagdag sa dalawang paglaban - paglaban ng alon. Ang wave drag ay tumataas nang husto sa pagtaas ng bilis.

Para sa mga planing vessel, ang katangian ng water resistance ay kapareho ng para sa displacement vessels at ang halaga ng bilis ay V = 8 ÖL km/h. Gayunpaman, sa karagdagang pagtaas ng bilis, ang barko ay tumatanggap ng isang makabuluhang trim sa popa at tumataas ang busog nito. Ang mode ng paggalaw na ito ay tinatawag na transitional (mula sa displacement to planing). Ang isang katangian na tanda ng simula ng planing ay isang kusang pagtaas sa bilis ng sasakyang-dagat. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay sanhi ng katotohanan na pagkatapos tumaas ang busog, ang pangkalahatang paglaban ng tubig sa sisidlan ay bumababa, tila "lumulutang" at nagpapataas ng bilis habang pinapanatili ang patuloy na kapangyarihan.

Kapag nagpaplano, lumitaw ang isa pang uri ng paglaban ng tubig - paglaban sa splash, at ang paglaban ng alon at paglaban ng hugis ay nabawasan nang husto at ang kanilang mga halaga ay halos nabawasan sa zero.

Kaya, ang apat na uri ng paglaban ay nakakaapekto sa pagpapaandar ng barko:

paglaban sa alitan- depende sa lugar ng basa na ibabaw ng sisidlan, sa kalidad ng pagproseso nito at ang antas ng fouling (algae, mollusks, atbp.);

paglaban sa hugis- depende sa pag-streamline ng katawan ng barko, na kung saan ay mas mahusay, mas matalas ang stern na dulo at mas malaki ang haba ng sisidlan kumpara sa lapad;

katangian impedance- depende sa hugis ng busog at sa haba ng sisidlan, mas mahaba ang sisidlan, mas mababa ang pagbuo ng alon;

paglaban sa splash- depende sa ratio ng lapad ng katawan sa haba nito.

Konklusyon: 1. Ang mga displacement vessel na may makitid na hull, bilog na bilge lines at matulis na busog at stern na dulo ay nakakaranas ng pinakamababang water resistance.

2. Para sa mga planing vessel, sa kawalan ng mga alon, ang isang malawak na flat-bottomed hull na may transom stern ay nagbibigay ng hindi bababa sa water resistance na may pinakamalaking hydrodynamic lift.

Higit pang mga seaworthy planing vessel na may kilya o semi-keeled na katawan ng barko. Ang pagtaas ng bilis ng mga sasakyang ito ay nakakamit sa pamamagitan ng mga paayon na hakbang at bilge splash guard.

Inertia. Ang isang napakahalagang kalidad ng pagmamaniobra ng isang sisidlan ay ang pagkawalang-galaw nito. Karaniwang tinatantya ito ng haba ng distansya ng pagpepreno, mga coasting at acceleration path, pati na rin ang tagal ng mga ito. Ang distansya na sakop ng sasakyang pandagat sa loob ng tagal ng panahon mula sa sandaling lumipat ang makina mula sa buong pasulong hanggang pabalik hanggang sa sandaling huminto ang barko ay tinatawag na distansya ng pagpepreno. Ang distansya na ito ay karaniwang ipinahayag sa metro, mas madalas sa haba ng barko. Ang distansyang sakop ng sasakyang pandagat sa loob ng tagal ng panahon mula sa sandaling huminto ang makina sa pagtakbo sa pasulong na paggalaw hanggang sa tuluyang huminto ang barko sa ilalim ng impluwensya ng water resistance ay tinatawag na coasting. Ang distansya na nilakbay ng barko mula sa sandaling ang makina ay inilipat sa pasulong na bilis hanggang sa ganap na tulin ay nakuha sa isang partikular na mode ng pagpapatakbo ng makina ay tinatawag na acceleration path. Ang tumpak na kaalaman ng driver sa mga katangian sa itaas ng kanyang sasakyang-dagat ay lubos na nagsisiguro sa kaligtasan ng pagmamaniobra sa mga makitid na lugar at mga roadstead na may masikip na mga kondisyon sa pag-navigate. Tandaan! Ang mga de-motor na bangka ay walang preno, kaya madalas silang nangangailangan ng higit na distansya at oras upang masipsip ang pagkawalang-galaw kaysa, halimbawa, isang kotse.

Sa pamamagitan ng kamag-anak na posisyon ng kargamento sa barko, palaging mahahanap ng navigator ang pinaka-kanais-nais na halaga ng taas ng metacentric, kung saan ang barko ay magiging sapat na matatag at hindi gaanong napapailalim sa pitching.

Ang takong sandali ay ang produkto ng bigat ng kargamento na gumagalaw sa buong sasakyang-dagat at ang balikat na katumbas ng distansya ng paggalaw. Kung ang isang tao ay tumitimbang ng 75 kg, ang pag-upo sa isang bangko ay lilipat sa barko nang 0.5 m, pagkatapos ay ang takong sandali ay magiging katumbas ng 75 * 0.5 = 37.5 kg/m.

Larawan 91. Static stability diagram

Upang mabago ang sandali na itinaas ang barko ng 10°, kinakailangan na i-load ang barko sa ganap na pag-aalis na ganap na simetriko na nauugnay sa gitnang eroplano.

Ang pagkarga ng sisidlan ay dapat suriin sa pamamagitan ng mga draft na sinusukat sa magkabilang panig. Ang inclinometer ay naka-install na mahigpit na patayo sa gitnang eroplano upang ito ay magpakita ng 0°.

Pagkatapos nito, kailangan mong maglipat ng mga load (halimbawa, mga tao) sa mga paunang namarkahang distansya hanggang ang inclinometer ay magpakita ng 10°. Ang pagsubok na eksperimento ay dapat isagawa tulad ng sumusunod: ikiling ang barko sa isang gilid at pagkatapos ay sa kabilang panig.

Ang pag-alam sa mga sandali ng pag-fasten ng isang barkong takong sa iba't ibang (hanggang sa pinakamaraming posibleng) anggulo, posible na bumuo ng isang static na stability diagram (Larawan 91), na susuriin ang katatagan ng barko.

Ang katatagan ay maaaring tumaas sa pamamagitan ng pagtaas ng lapad ng sisidlan, pagpapababa sa sentro ng grabidad, at pag-install ng mga mabagsik na umbok.

Kung ang sentro ng grabidad ng sisidlan ay matatagpuan sa ibaba ng sentro ng magnitude, kung gayon ang sisidlan ay itinuturing na napakatatag, dahil ang sumusuportang puwersa sa panahon ng isang roll ay hindi nagbabago sa magnitude at direksyon, ngunit ang punto ng aplikasyon nito ay lumilipat patungo sa ikiling ng ang sisidlan (Larawan 92, a).

Samakatuwid, kapag ang takong, ang isang pares ng mga puwersa ay nabuo na may positibong sandali ng pagpapanumbalik, na may posibilidad na ibalik ang barko sa normal nitong patayong posisyon sa isang tuwid na kilya. Madaling i-verify na h>0, na may metacentric na taas na katumbas ng 0. Ito ay tipikal para sa mga yate na may mabigat na kilya at hindi tipikal para sa mas malalaking sasakyang-dagat na may kumbensyonal na istraktura ng katawan ng barko.

Kung ang sentro ng grabidad ay matatagpuan sa itaas ng sentro ng magnitude, kung gayon ang tatlong mga kaso ng katatagan ay posible, na dapat na alam ng navigator.

Ang unang kaso ng katatagan.

Metacentric na taas h>0. Kung ang sentro ng grabidad ay matatagpuan sa itaas ng sentro ng magnitude, kung gayon kapag ang sisidlan ay nasa isang hilig na posisyon, ang linya ng pagkilos ng sumusuportang puwersa ay bumalandra sa gitnang eroplano sa itaas ng sentro ng grabidad (Larawan 92, b).

kanin. 92. Ang kaso ng isang matatag na barko

Sa kasong ito, ang isang pares ng mga puwersa na may positibong sandali ng pagpapanumbalik ay nabuo din. Ito ay tipikal para sa karamihan ng mga conventionally hugis bangka. Ang katatagan sa kasong ito ay nakasalalay sa katawan ng barko at ang posisyon ng sentro ng grabidad sa taas.

Kapag ang takong, ang takong na bahagi ay pumapasok sa tubig at lumilikha ng karagdagang buoyancy, na may posibilidad na i-level ang barko. Gayunpaman, kapag ang isang barko ay gumulong na may likido at bulk cargo na maaaring lumipat patungo sa roll, ang center of gravity ay lilipat din patungo sa roll. Kung ang sentro ng grabidad sa panahon ng isang roll ay gumagalaw sa kabila ng plumb line na nagkokonekta sa gitna ng magnitude sa metacenter, pagkatapos ay ang barko ay tumaob.

Ang pangalawang kaso ng isang hindi matatag na sisidlan sa walang malasakit na ekwilibriyo.

Metacentric taas h = 0. Kung ang sentro ng grabidad ay nasa itaas ng sentro ng magnitude, pagkatapos ay sa panahon ng isang roll ang linya ng pagkilos ng sumusuportang puwersa ay dumadaan sa gitna ng gravity MG = 0 (Fig. 93).

Sa kasong ito, ang sentro ng magnitude ay palaging matatagpuan sa parehong patayo bilang sentro ng grabidad, kaya walang nakabawi na pares ng mga puwersa. Kung walang impluwensya ng mga panlabas na puwersa, ang barko ay hindi maaaring bumalik sa isang tuwid na posisyon.

Sa kasong ito, ito ay lalong mapanganib at ganap na hindi katanggap-tanggap na magdala ng likido at maramihang kargamento sa isang barko: na may kaunting tumba, ang barko ay tumaob. Ito ay tipikal para sa mga bangka na may bilog na frame.

Ang ikatlong kaso ng isang hindi matatag na sisidlan sa hindi matatag na ekwilibriyo.

Metacentric na taas 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).

Ipadala ang iyong mabuting gawa sa base ng kaalaman ay simple. Gamitin ang form sa ibaba

Ang mga mag-aaral, nagtapos na mga mag-aaral, mga batang siyentipiko na gumagamit ng base ng kaalaman sa kanilang pag-aaral at trabaho ay lubos na magpapasalamat sa iyo.

Na-post sa http://www.allbest.ru/

Paunang katatagan ng sisidlan

1. Pangkalahatang konsepto ng katatagan

Ang katatagan ay ang kakayahan ng isang barko na paglabanan ang mga puwersa na lumihis dito mula sa posisyon ng ekwilibriyo nito, at bumalik sa orihinal na posisyon ng ekwilibriyo pagkatapos tumigil ang pagkilos ng mga puwersang ito.

Ang mga kondisyon ng equilibrium ng sisidlan ay hindi sapat para ito ay patuloy na lumutang sa isang naibigay na posisyon na may kaugnayan sa ibabaw ng tubig. Kinakailangan din na ang balanse ng sisidlan ay maging matatag. Ang ari-arian, na sa mechanics ay tinatawag na stability of equilibrium, sa ship theory ay karaniwang tinatawag na stability. Kaya, ang buoyancy ay nagbibigay ng mga kondisyon para sa posisyon ng balanse ng sisidlan na may ibinigay na landing, at tinitiyak ng katatagan ang pangangalaga ng posisyon na ito.

Ang katatagan ng sisidlan ay nagbabago sa pagtaas ng anggulo ng pagkahilig at sa isang tiyak na halaga ito ay ganap na nawala. Samakatuwid, tila angkop na pag-aralan ang katatagan ng sisidlan sa maliit (theoretically infinitesimal) na mga paglihis mula sa posisyon ng balanse na may I = 0, W = 0, at pagkatapos ay matukoy ang mga katangian ng katatagan nito, ang kanilang mga pinahihintulutang limitasyon sa malalaking hilig.

Nakaugalian na makilala ang pagitan ng katatagan ng isang sisidlan sa maliliit na anggulo ng pagkahilig (paunang katatagan) at katatagan sa malalaking anggulo ng pagkahilig.

Kapag isinasaalang-alang ang mga maliliit na hilig, posible na gumawa ng isang bilang ng mga pagpapalagay na ginagawang posible na pag-aralan ang paunang katatagan ng daluyan sa loob ng balangkas ng linear na teorya at makakuha ng mga simpleng dependency sa matematika ng mga katangian nito. Ang katatagan ng sisidlan sa malalaking anggulo ng pagkahilig ay pinag-aralan gamit ang isang pinong nonlinear na teorya. Natural, ang katatagan ng ari-arian ng isang sisidlan ay pare-pareho at ang tinatanggap na dibisyon ay puro pamamaraan sa kalikasan.

Kapag pinag-aaralan ang katatagan ng isang sisidlan, ang mga hilig nito sa dalawang magkaparehong patayo na eroplano - transverse at longitudinal - ay isinasaalang-alang. Kapag ang barko ay tumagilid sa transverse plane, na tinutukoy ng mga anggulo ng roll, ang lateral stability nito ay pinag-aaralan; kapag inclined sa longitudinal plane, na tinutukoy ng mga trim na anggulo, ang longitudinal stability nito ay pinag-aaralan.

Kung ang barko ay tumagilid nang walang makabuluhang angular accelerations (pumping liquid cargo, mabagal na daloy ng tubig sa compartment), kung gayon ang katatagan ay tinatawag na static.

Sa ilang mga kaso, biglaang kumikilos ang mga puwersang nagpapakiling sa barko, na nagdudulot ng makabuluhang angular accelerations (wind squall, wave roll, atbp.). Sa ganitong mga kaso, isinasaalang-alang ang dynamic na katatagan.

Ang katatagan ay isang napakahalagang katangian ng seaworthiness ng isang sisidlan; kasama ng buoyancy, tinitiyak nito na lumulutang ang sisidlan sa isang naibigay na posisyon na may kaugnayan sa ibabaw ng tubig, kinakailangan upang matiyak ang paggalaw at pagmamaniobra. Ang pagbaba sa katatagan ng sisidlan ay maaaring magdulot ng emergency roll at trim, at ang kumpletong pagkawala ng katatagan ay maaaring maging sanhi ng pagtaob nito.

Upang maiwasan ang isang mapanganib na pagbaba sa katatagan ng sasakyang-dagat, ang lahat ng mga tripulante ay obligadong:

Palaging magkaroon ng malinaw na pag-unawa sa katatagan ng sisidlan;

Alamin ang mga dahilan na nagpapababa ng katatagan;

Alamin at mailapat ang lahat ng paraan at hakbang upang mapanatili at maibalik ang katatagan.

2. Pantay volumetric inclinations ng sisidlan. Ang teorama ni Euler

Ang katatagan ng isang sisidlan ay pinag-aaralan sa ilalim ng tinatawag na equal-volume inclinations, kung saan ang halaga ng volume sa ilalim ng tubig ay nananatiling hindi nagbabago, at tanging ang hugis ng ilalim ng tubig na bahagi ng sisidlan ay nagbabago.

Ipakilala natin ang mga pangunahing kahulugan na nauugnay sa pagkahilig ng sisidlan:

Ang inclination axis ay ang linya ng intersection ng mga eroplano ng dalawang waterlines;

Ang inclination plane ay isang eroplanong patayo sa inclination axis, na dumadaan sa CV, na tumutugma sa paunang posisyon ng balanse ng sisidlan.;

Anggulo ng pagkahilig - ang anggulo ng pag-ikot ng sisidlan tungkol sa axis ng inclination (ang anggulo sa pagitan ng mga eroplano ng waterline), na sinusukat sa eroplano ng pagkahilig;

Ang mga equivolume na waterline ay mga waterline na pumuputol sa hugis-wedge na mga volume na may pantay na laki kapag tumagilid ang barko, na ang isa ay pumapasok sa tubig kapag tumagilid ang barko, at ang isa ay lumalabas sa tubig.

kanin. 1. Pagsasaalang-alang sa teorama ni Euler

Dahil sa isang kilalang paunang waterline, ang Euler's theorem ay ginagamit upang bumuo ng isang waterline na may katumbas na volume dito. Ayon sa theorem na ito, na may isang infinitesimal inclination ng vessel, ang mga eroplano ng pantay na dami ng waterlines ay bumalandra sa isang tuwid na linya na dumadaan sa kanilang karaniwang geometric center (center of gravity), o ang axis ng infinitesimal equal-volume inclination ay dumadaan sa geometric gitna ng lugar ng orihinal na linya ng tubig.

Ang teorama ni Euler ay maaari ding ilapat para sa may hangganan na maliliit na hilig na may mas maliit na error, mas maliit ang anggulo ng pagkahilig.

Ipinapalagay na ang katumpakan na sapat para sa pagsasanay ay sinisiguro sa mga hilig I 1012 0 at Ш 23 0. Sa loob ng mga anggulong ito, isinasaalang-alang ang paunang katatagan ng sisidlan.

Tulad ng nalalaman, kapag ang isang barko ay naglalayag nang walang listahan at may trim na malapit sa zero, ang ordinate ng geometric center ng waterline area y f = 0, at ang abscis x f 0. Samakatuwid, sa kasong ito maaari nating ipagpalagay na ang Ang axis ng transverse small equal-volume inclination ay nasa DP, at ang axis ng longitudinal small equivolume inclination ay patayo sa DP at offset mula sa square. midship - frame sa layo x f (Fig. 1).

Ang halaga x f ay isang function ng draft ng sisidlan d. Ang pag-asa x f (d) ay ipinakita sa mga kurba ng mga elemento ng teoretikal na pagguhit.

Kapag ang barko ay nakahilig sa isang arbitrary na eroplano, ang axis ng pantay na volume inclinations ay dadaan din sa geometric center (center of gravity) ng waterline area.

3. Metacenter at metacentric radii

Ipagpalagay natin na ang barko, mula sa paunang posisyon nito na walang roll o trim, ay gumagawa ng transverse o longitudinal na pantay na hilig ng volume. Sa kasong ito, ang eroplano ng mga longitudinal inclinations ay magiging isang vertical plane na kasabay ng DP, at ang plane ng transverse inclinations ay magiging vertical plane na kasabay ng plane ng frame na dumadaan sa CV.

Lateral inclinations

Sa tuwid na posisyon ng sisidlan, ang CV ay nasa DP (punto C) at ang linya ng pagkilos ng buoyancy force gV ay namamalagi din sa DP (Fig. 2). Kapag ang sisidlan ay nakatagilid nang pahalang sa isang anggulo I, ang hugis ng immersed volume ay nagbabago, ang CV ay gumagalaw sa direksyon ng pagkahilig mula sa punto C hanggang sa puntong C I, at ang linya ng pagkilos ng puwersa ng buoyancy ay nakakiling sa DP sa isang anggulo I.

Ang punto ng intersection ng mga linya ng pagkilos ng buoyancy force sa isang infinitesimal transverse equal-volume inclination ng vessel ay tinatawag na transverse metacenter (point m sa Fig. 2). Ang radius ng curvature ng trajectory ng CV r (ang elevation ng transverse metacenter sa itaas ng CV) ay tinatawag na transverse metacentric radius.

Sa pangkalahatang kaso, ang CV trajectory ay isang kumplikadong spatial curve at ang bawat anggulo ng pagkahilig ay tumutugma sa sarili nitong posisyon ng metacenter (Larawan 3). Gayunpaman, para sa maliit na pantay na dami ng hilig, na may kilalang pagtatantya, maaaring ipagpalagay na ang tilapon

Ang CV ay namamalagi sa eroplano ng pagkahilig at isang arko ng isang bilog na may sentro nito sa puntong m. Kaya, maaari nating ipagpalagay na sa isang maliit na transverse equal-volume inclination ng vessel mula sa isang tuwid na posisyon, ang transverse metacenter ay namamalagi sa DP at hindi binabago ang posisyon nito (r = const).

kanin. 2. Ang paggalaw ng gitnang gulong sa mababang inclinations

kanin. 3. Ang paggalaw ng gitnang punto sa malalaking hilig

kanin. 4. Upang makuha ang expression para sa transverse metacentric radius

Ang expression para sa transverse metacentric radius r ay nakuha mula sa kondisyon na ang axis ng maliit na transverse equal-volume inclination ng vessel ay namamalagi sa DP at na may ganoong pagkahilig ang wedge-shaped volume v ay, kumbaga, inilipat. mula sa gilid na umalis sa tubig hanggang sa gilid na pumasok sa tubig (Larawan 4).

Ayon sa kilalang theorem ng mechanics, kapag ang isang katawan na kabilang sa isang sistema ng mga katawan ay gumagalaw, ang sentro ng grabidad ng buong sistema ay lilipat sa parehong direksyon na kahanay sa paggalaw ng katawan, at ang mga paggalaw na ito ay inversely proportional sa ang mga puwersa ng gravitational ng katawan at ng sistema, ayon sa pagkakabanggit. Ang teorama na ito ay maaaring mapalawak sa mga volume ng mga homogenous na katawan. Tukuyin natin:

S S I - paggalaw ng gitnang punto (geometric center ng volume V),

b - displacement ng geometric center ng wedge-shaped volume v. Pagkatapos, alinsunod sa teorama

mula sa kung saan: S S I =

Para sa elemento ng haba ng sisidlan dx, kung ipagpalagay na ang hugis ng wedge na volume ay may hugis ng isang tatsulok sa eroplano ng frame, nakukuha namin ang:

o sa mababang anggulo

Kung sa pamamagitan ng, kung gayon:

dv b = y 3 At dx.

Pagsasama, nakukuha namin:

v b = At ​​y 3 dx, o:

kung saan ang J x = ydx ay ang moment of inertia ng waterline area na may kaugnayan sa longitudinal central axis.

Pagkatapos ang expression para sa paglipat ng CV ay magiging ganito:

Tulad ng makikita mula sa Fig. 5, sa maliit na anggulo I

S S I r I

Ang paghahambing ng mga expression, nakita namin na ang transverse metacentric radius ay:

r =

Applicate ng transverse metacentre:

z m = z c + r = z c +

Mga pahaba na hilig

kanin. 6. Upang makuha ang expression para sa longitudinal metacentric radius

Sa pamamagitan ng pagkakatulad sa transverse inclinations, ang punto ng intersection ng mga linya ng pagkilos ng buoyancy force sa isang infinitesimal longitudinal equal-volume inclination ng vessel ay tinatawag na longitudinal metacenter (point M sa Fig. 6). Ang elevation ng longitudinal metacenter sa itaas ng CV ay tinatawag na longitudinal metacentric radius. Ang magnitude ng longitudinal radius ay tinutukoy ng expression:

R = ,

kung saan ang J yf ay ang moment of inertia ng waterline area na may kaugnayan sa transverse central axis.

Applicate ng longitudinal metacentre:

z m = z c + R = z c +

Dahil ang lugar ng waterline ay pinahaba sa longitudinal na direksyon, ang J yf ay mas malaki kaysa sa J x at, nang naaayon, ang R ay mas malaki kaysa sa r. Ang halaga ng R ay 1 2 haba ng barko.

Ang metacentric radii at mga applicates ng metacenters ay, tulad ng magiging malinaw mula sa kasunod na pagsasaalang-alang, mahahalagang katangian ng katatagan ng sisidlan. Ang kanilang mga halaga ay tinutukoy kapag kinakalkula ang mga elemento ng immersed volume at para sa isang barko na lumulutang na walang takong at trim, sila ay kinakatawan ng mga kurba J x (d), J yf (d), r(d), R(d). ) sa pagguhit ng mga hubog na elemento ng teoretikal na pagguhit.

4. Kondisyon ng paunang katatagan ng sisidlan

Metacentric na taas

Maghanap tayo ng isang kondisyon kung saan ang isang barko na lumulutang sa isang estado ng balanse na walang roll o trim ay magkakaroon ng paunang katatagan. Ipinapalagay namin na ang mga load ay hindi nagbabago kapag ang barko ay tumagilid at ang sentro ng grabidad ng barko ay nananatili sa punto na tumutugma sa paunang posisyon.

Kapag tumagilid ang barko, ang puwersa ng gravity P at ang buoyancy force rV ay bumubuo ng isang pares, na ang sandali ay kumikilos sa barko sa isang tiyak na paraan. Ang likas na katangian ng epekto na ito ay nakasalalay sa kamag-anak na posisyon ng CG at ang metacenter.

kanin. 6. Unang kaso ng katatagan ng barko

Mayroong tatlong posibleng mga kaso ng katangian ng estado ng sisidlan kung saan ang impluwensya dito ng sandali ng pwersa P at rV ay naiiba sa husay. Isaalang-alang natin ang mga ito gamit ang halimbawa ng mga transverse inclinations.

1st case (Fig. 6) - ang metacenter ay matatagpuan sa itaas ng CG, i.e. z m > z g . Sa kasong ito, posible ang ibang lokasyon ng sentro ng magnitude na may kaugnayan sa sentro ng grabidad.

I. Sa paunang posisyon, ang sentro ng magnitude (punto C 0) ay matatagpuan sa ibaba ng sentro ng grabidad (punto G) (Larawan 6, a), ngunit kapag nakakiling, ang sentro ng magnitude ay nagbabago nang labis patungo sa pagkahilig na ang metacenter (puntong m) ay matatagpuan sa itaas ng gitna ng gravity ng sisidlan. Ang sandali ng pwersa P at rV ay may posibilidad na ibalik ang sisidlan sa orihinal nitong posisyon ng balanse, at samakatuwid ito ay matatag. Ang isang katulad na pag-aayos ng mga puntos m, G at C 0 ay matatagpuan sa karamihan ng mga barko.

II. Sa paunang posisyon, ang sentro ng magnitude (punto C 0) ay matatagpuan sa itaas ng sentro ng grabidad (punto G) (Larawan 6, b). Kapag tumagilid ang barko, ang nagresultang sandali ng pwersang P at rV ay itinutuwid ang barko, at samakatuwid ito ay matatag. Sa kasong ito, anuman ang laki ng pag-aalis ng sentro ng magnitude sa panahon ng pagkiling, ang pares ng mga puwersa ay palaging may posibilidad na ituwid ang barko. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang punto G ay nasa ibaba ng punto C 0. Ang ganitong mababang posisyon ng sentro ng grabidad, na tinitiyak ang walang kondisyong katatagan sa mga barko, ay mahirap ipatupad sa istruktura. Ang pag-aayos na ito ng sentro ng grabidad ay matatagpuan sa partikular sa mga naglalayag na yate.

kanin. 7. Pangalawa at pangatlong kaso ng katatagan ng barko

2nd case (Fig. 7, a) - ang metacenter ay matatagpuan sa ibaba ng CG, i.e. 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.

3rd case (Larawan 7, b) - ang metacenter ay tumutugma sa CG, i.e. z m = z g . Sa kasong ito, kapag ang barko ay tumagilid, ang pwersa P at rV ay patuloy na kumikilos kasama ang parehong vertical, ang kanilang sandali ay katumbas ng zero - ang barko ay nasa isang estado ng balanse sa bagong posisyon. Sa mekanika, ito ang kaso ng walang malasakit na ekwilibriyo.

Mula sa punto ng view ng teorya ng barko, alinsunod sa kahulugan ng katatagan ng barko, ang barko sa unang kaso ay matatag, at sa ika-2 at ika-3 na kaso ay hindi ito matatag.

Kaya, ang kondisyon para sa paunang katatagan ng sisidlan ay ang lokasyon ng metacenter sa itaas ng CG. Ang isang barko ay may lateral stability kung

at longitudinal stability, kung

Mula dito nagiging malinaw ang pisikal na kahulugan ng metacenter. Ang puntong ito ay ang limitasyon kung saan maaaring itaas ang sentro ng grabidad nang hindi inaalis ang sisidlan ng positibong paunang katatagan.

Ang distansya sa pagitan ng metacenter at ang sentro ng grabidad ng sisidlan sa W = I = 0 ay tinatawag na paunang metacentric na taas o simpleng metacentric na taas. Ang transverse at longitudinal plane ng inclination ng vessel ay tumutugma, ayon sa pagkakabanggit, sa transverse h at longitudinal H metacentric na taas. Obvious naman yun

h = z m - z g at H = z m - z g, o

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

h = r - b at H = R - b,

kung saan ang b = z g - z c ay ang elevation ng CG sa itaas ng CV.

Tulad ng makikita mo, ang h at H ay naiiba lamang sa metacentric radii, dahil b ay ang parehong dami.

Samakatuwid ang H ay mas malaki kaysa sa h.

b = (1%) R, samakatuwid sa pagsasanay ay itinuturing na H = R.

5. Metacentricmga formula ng katatagan at ang kanilang praktikal na aplikasyon

Tulad ng napag-usapan, kapag ang barko ay tumagilid, ang isang pares ng mga puwersa ay kumikilos, ang sandali na kung saan ay nagpapakilala sa antas ng katatagan.

Para sa maliliit na equivolume inclinations ng vessel sa transverse plane (Fig. 8) (CV moves in the plane of inclination), ang transverse restoring moment ay maaaring katawanin ng expression

m И = P = rV,

kung saan ang moment arm = l At tinatawag na lateral stability arm.

Mula sa kanang tatsulok na mGK makikita natin iyon

l И = h sinИ, kung gayon:

m И = P h sinИ = gV h sinИ

O isinasaalang-alang ang maliliit na halaga ng I at pagkuha ng sinII 0 /57.3, nakukuha namin ang metacentric formula para sa lateral stability:

m И = gV h И 0 /57.3

Isinasaalang-alang sa pamamagitan ng pagkakatulad ang pagkahilig ng sisidlan sa longitudinal plane (Larawan 8), hindi mahirap makakuha ng metacentric na formula para sa longitudinal stability:

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

kung saan ang M Ш ay ang longitudinal restoring moment, at l Ш ang longhitudinal stability arm.

kanin. 8. Lateral inclination ng sisidlan

Sa pagsasagawa, ginagamit ang koepisyent ng katatagan, na produkto ng displacement at metacentric na taas.

Lateral stability coefficient

K I = gV h = P h

Longitudinal stability coefficient

K Ш = gV Н = Р Н

Isinasaalang-alang ang mga koepisyent ng katatagan, ang mga metacentric na formula ay kukuha ng anyo

m I = K I I 0 /57.3,

M W = K W W 0 /57.3

Ang mga metacentric stability formula, na nagbibigay ng simpleng pag-asa ng righting moment sa puwersa ng gravity at ang anggulo ng inclination ng sasakyang-dagat, ay ginagawang posible upang malutas ang isang bilang ng mga praktikal na problema na nagmumula sa mga kondisyon ng barko.

kanin. 9. Longitudinal inclination ng barko

Sa partikular, gamit ang mga formula na ito, posibleng matukoy ang anggulo ng takong o trim na anggulo na matatanggap ng barko mula sa impluwensya ng isang naibigay na takong o trim moment, na may kilalang mass at metacentric na taas. Ang pagkahilig ng sisidlan sa ilalim ng impluwensya ng m cr (M diff) ay humahantong sa hitsura ng isang pagpapanumbalik ng sandali m I (M W) ng kabaligtaran na tanda, na tumataas sa magnitude na may pagtaas ng anggulo ng roll (trim). Ang anggulo ng roll (trim) ay tataas hanggang ang righting moment ay maging katumbas ng magnitude sa heeling moment (trim moment), i.e. hanggang sa matugunan ang kondisyon:

m I = m cr at M Ш = M diff.

Pagkatapos nito, lulutang ang barko na may mga anggulo ng roll (trim):

At 0 = 57.3 m cr / gV h,

W 0 = 57.3 M diff /gV N

Sa pag-aakalang I = 1 0 at W = 1 0 sa mga formula na ito, nakita namin ang mga halaga ng sandali ng takong ng barko sa isang degree, at ang sandali ng pag-trim ng barko ng isang degree:

m 1 0 = gV h = 0.0175 gV h,

M 1 0 = gV H = 0.0175 gV H

Sa ilang mga kaso, ang halaga ng sandali ng pag-trim ng sisidlan sa bawat sentimetro m D ay ginagamit din Sa isang maliit na halaga ng anggulo Ш, kapag tg Ш Ш, Ш = (dн - dк)/L = Df/L.

Isinasaalang-alang ang expression na ito, ang metacentric formula para sa longitudinal restoring moment ay isusulat bilang:

M W = M diff = gV N D f / L.

Sa pag-aakalang sa formula D f = 1 cm = 0.01 m, nakukuha namin ang:

m D = 0.01 gV N/ L.

Sa mga kilalang halaga ng m 1 0, M 1 0 at m D, ang anggulo ng takong, anggulo ng trim at trim mula sa impluwensya ng isang naibigay na takong o trim moment sa sisidlan ay maaaring matukoy ng mga simpleng dependencies:

At 0 = m cr. / m 1 0 ; W 0 = M diff / M 1 0 ; D f = M differential / 100 m D

Sa pangangatwiran sa itaas, ipinapalagay na ang barko sa paunang posisyon nito (bago ang impluwensya ng m cr o M diff) ay lumutang nang tuwid at sa isang pantay na kilya. Kung sa paunang posisyon ng sisidlan ang roll at trim ay naiiba mula sa zero, kung gayon ang mga nahanap na halaga ng I 0, Ш 0 at D f ay dapat isaalang-alang bilang karagdagang (dI 0, dSh 0, dD f).

Gamit ang metacentric stability formula, maaari mo ring matukoy kung anong kinakailangang heeling o trim moment ang dapat ilapat sa barko upang makalikha ng isang partikular na anggulo ng takong o trim angle (para sa layunin ng pag-aayos ng isang butas sa side plating, pagpipinta o pag-inspeksyon ng mga propeller) . Para sa isang sisidlan na lumulutang sa paunang posisyon nito nang walang roll o trim:

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

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

o M diff = 100 D f m D

Pinahihintulutan na gumamit ng halos metacentric na mga formula ng katatagan sa maliliit na anggulo ng pagkahilig (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 . Katatagan ng form at katatagan ng pagkarga

Ang pagsasaalang-alang sa isyung ito ay ginagawang posible upang maitaguyod ang likas na katangian ng katatagan at upang linawin ang mga pisikal na dahilan para sa paglitaw ng isang righting moment kapag ang barko ay tumagilid. Alinsunod sa mga metacentric stability formula (anggulo I at W ay ipinahayag sa radians):

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

Kaya, ang pagpapanumbalik ng mga sandali m И, М Ш at static stability arms l И, l Ш ay kumakatawan sa algebraic na kabuuan ng kanilang mga bahagi:

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,

nasaan ang mga sandali

m f = gV r I;

M f = gV R Ш,

Nakaugalian na tawagan ang mga sandali ng katatagan ng hugis, mga sandali

m n = - gV b I;

M n = - gV b Ш,

sandali ng katatagan ng pagkarga, at ang mga balikat

l f I = m f / gV;

l f Ш = M f / gV,

nakahalang at paayon na mga balikat ng katatagan ng hugis, mga balikat

l n I = - m n / gV;

l n Ш = - M n / gV,

transverse at longitudinal load stability arm.

b = z g - z c,

kung saan ang J x at J yf ay ang moment of inertia ng waterline area na may kaugnayan sa transverse at longitudinal central axis, ayon sa pagkakabanggit, kung gayon ang hugis at load moments ay maaaring katawanin bilang:

m f = g J x I,

M f = g J yf Ш;

m n = - gV (z g - z c) At,

M n = - gV(z g - z c) Ш

Sa pamamagitan ng pisikal na kalikasan nito, ang sandali ng katatagan ng hugis ay palaging kumikilos sa direksyon na kabaligtaran sa pagkahilig ng sisidlan, at, samakatuwid, palaging tinitiyak ang katatagan. Kinakalkula ito sa pamamagitan ng sandali ng pagkawalang-galaw ng lugar ng waterline na may kaugnayan sa axis ng inclination. Ito ay ang katatagan ng hugis na paunang natukoy ang makabuluhang mas mataas na longitudinal na katatagan kumpara sa nakahalang katatagan dahil J yf » J x .

Ang sandali ng katatagan ng pagkarga dahil sa posisyon ng CG sa itaas ng CV b = (z g - z c) > 0, palaging binabawasan ang katatagan ng sisidlan at, sa esensya, ito ay sinisiguro lamang ng katatagan ng hugis.

Maaaring ipagpalagay na sa kawalan ng isang linya ng tubig, halimbawa, sa isang submarino sa isang nakalubog na posisyon, walang sandali ng hugis (J x = 0). Sa nakalubog na posisyon, ang submarino, dahil sa ballasting ng mga espesyal na tangke, ay may posisyon ng CG sa ibaba ng CV, bilang isang resulta kung saan ang katatagan nito ay sinisiguro ng katatagan ng pagkarga.

7 . Pagpapasiya ng mga paunang hakbang sa katatagansisidlan

Paglapag ng daluyan ng tuwid at sa pantay na kilya

Sa mga kaso kung saan ang barko ay naglalayag na may maliliit na anggulo ng takong at trim, ang mga sukat ng paunang katatagan ay maaaring matukoy gamit ang metacentric diagram.

Para sa isang partikular na masa ng sisidlan, ang pagtukoy sa mga sukat ng paunang katatagan ay bumababa sa pagtukoy ng applicate ng metacenters (o metacentric radii at applicates ng CV) at ang applicate ng CG.

kanin. 10. Metacentric na diagram

Ilapat ang CV z c at metacentric radii r, R ay mga katangian ng immersed volume ng sisidlan at depende sa draft. Ang mga dependency na ito ay ipinakita sa isang metacentric diagram na kasama sa mga curved na elemento ng theoretical drawing. Gamit ang metacentric diagram (Fig. 10), hindi mo lamang matutukoy ang z c at r, ngunit sa isang kilalang CG applicate, hanapin ang transverse metacentric na taas ng sisidlan.

Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 10 ang pagkakasunud-sunod ng pagkalkula ng transverse metacentric na taas ng barko kapag tumatanggap ng kargamento. Alam ang masa ng tinatanggap na kargamento m at ang applicate ng center of gravity z, matutukoy natin ang bagong applicate ng center of gravity ng barko z g 1 gamit ang formula:

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

kung saan ang z g ay ang sentro ng grabidad ng sasakyang pandagat bago matanggap ang kargamento.

Landing ang sisidlan na may trim

Kapag ang barko ay naglalayag sa trim, ang mas buong mga seksyon ng katawan ng barko ay pumapasok sa tubig, na humahantong sa pagtaas sa lugar ng waterline (katatagan ng hugis) at, nang naaayon, ang transverse metacentric na taas. Sa mga sisidlan ng pangingisda, ang stern contours ay mas buo kaysa sa bow, kaya dapat asahan ng isang tao ang pagtaas sa lateral stability ng vessel kapag pinutol sa stern, at pagbaba sa lateral stability ng vessel kapag trimmed sa bow.

kanin. 11. Firsov-Gundobin diagram

Upang kalkulahin ang transverse metacentric na taas ng sisidlan, na isinasaalang-alang ang trim, Firsov-Gundobin diagram, paunang katatagan KTIRPiKh at interpolation curves ay ginagamit.

Ang Firsov-Gundobin diagram (Fig. 11) ay naiiba sa Firsov diagram dahil naglalaman ito ng mga curve z m at z c, ang mga halaga nito ay tinutukoy mula sa mga kilalang draft ng vessel bow at stern.

Ang KTIRPiKh initial stability diagram (Fig. 12) ay nagpapahintulot sa iyo na matukoy ang applicate ng metacenter ng barko z m mula sa kilalang mass D at ang abscissa ng center of gravity x g nito.

Gamit ang diagram ng interpolation curves (Fig. 13), na may mga kilalang draft ng vessel bow at stern, posibleng mahanap ang transverse metacentric radius r at ang applicate ng gitna ng laki ng vessel z c.

Ang mga diagram na ipinapakita sa Fig. 11-13, nagbibigay-daan sa iyo na makahanap ng z m para sa anumang landing ng sisidlan, kabilang ang sa isang pantay na kilya. Dahil dito, ginagawa nilang posible na pag-aralan ang epekto ng trim sa paunang lateral stability ng sisidlan.

kanin. 12. Diagram ng paunang katatagan ng isang trawler ng uri ng "Karelia".

katatagan sasakyang-dagat metacenter cargo

kanin. 13. Diagram para sa pagtukoy ng z c at r

8 . Epekto ng paggalaw ng kargamento sa landing atkatatagan ng barko

Upang matukoy ang landing at katatagan ng sasakyang-dagat sa panahon ng di-makatwirang paggalaw ng kargamento, kinakailangang isaalang-alang ang hiwalay na vertical, transverse horizontal at longitudinal horizontal movement.

Dapat alalahanin na dapat mo munang magsagawa ng mga kalkulasyon na may kaugnayan sa mga pagbabago sa katatagan (vertical na paggalaw, pag-aangat ng load)

Patayopaggalaw ng kargamento

Mula sa punto 1 hanggang sa punto 2 ay hindi lumikha ng isang sandali na may kakayahang ikiling ang barko, at samakatuwid, ang paglapag nito ay hindi nagbabago (maliban kung ang katatagan ng barko ay nananatiling positibo). Ang ganitong paggalaw ay humahantong lamang sa pagbabago sa taas ng posisyon ng sentro ng grabidad ng barko. Maaari itong tapusin na ang paggalaw na ito ay humahantong sa isang pagbabago sa katatagan ng pagkarga habang pinapanatili ang hindi nagbabago na katatagan ng hugis. Ang displacement ng center of gravity ay natutukoy ng kilalang teorama ng theoretical mechanics:

dz g = (z 2 - z 1),

kung saan ang m ay ang masa ng transported load,

D ay ang masa ng sisidlan,

z 1 at z 2 - Nalalapat ang CG load bago at pagkatapos ng paggalaw.

Ang pagtaas ng metacentric na taas ay magiging:

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

Ang barko pagkatapos ilipat ang kargamento ay magkakaroon ng transverse metacentric na taas:

Ang vertical na paggalaw ng load ay hindi humahantong sa isang makabuluhang pagbabago sa longitudinal metacentric na taas, dahil sa liit ng dN kumpara sa halaga ng H.

kanin. 14. Patayong paggalaw ng kargamento

kanin. 15. Pahalang pahalang na paggalaw ng kargamento

Mga sinuspinde na load

Lumilitaw ang mga ito sa barko bilang isang resulta ng pag-angat ng mga kargamento mula sa hold papunta sa deck, pagtanggap ng mga huli, pagkuha ng mga lambat gamit ang mga cargo boom, atbp. Ang isang nasuspinde na pagkarga (Larawan 16) ay may parehong epekto sa katatagan ng isang sisidlan bilang isang patayong inilipat, tanging ang pagbabago sa katatagan ay nangyayari kaagad sa sandaling ito ay nahiwalay sa suporta. Kapag iniangat ang pagkarga, kapag ang tensyon sa palawit ay naging katumbas ng bigat ng pagkarga, ang sentro ng grabidad ng pagkarga ay gumagalaw mula sa punto 1 hanggang sa punto ng suspensyon (punto 2) at ang karagdagang pag-angat ay hindi makakaapekto sa katatagan ng sisidlan. . Ang pagbabago sa metacentric na taas ay maaaring matantya gamit ang formula

kung saan ang l = (z 2 - z 1) ay ang unang haba ng suspensyon ng load.

Sa mga maliliit na barko, sa mga kondisyon ng pinababang katatagan, ang pag-aangat ng mga kargamento na may mga boom ng barko ay maaaring magdulot ng malaking panganib.

Pahalang pahalang na paggalaw ng kargamento

Ang nakahalang pahalang na paggalaw ng isang cargo mass m (Fig. 17) ay humahantong sa isang pagbabago sa roll ng sasakyang-dagat bilang isang resulta ng nagresultang sandali m cr na may isang balikat (y 2 - y 1) cosI.

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

kung saan ang y 1 at y 2 ay ang mga ordinate ng posisyon ng CG ng load bago at pagkatapos ng paggalaw.

Isinasaalang-alang ang pagkakapantay-pantay ng heeling moment m cr at ang righting moment m At, gamit ang metacentric stability formula, nakukuha natin ang:

Дh sinИ = m l y cosИ, mula saan

tgИ = m l y /Дh.

Isinasaalang-alang na ang mga anggulo ng roll ay maliit, maaari nating ipagpalagay na tgI = I = I 0 /57.3, at ang formula ay nasa anyo

At 0 = 57.3 m l y /Dh.

Kung bago ilipat ang kargamento ang barko ay may listahan, kung gayon sa formula na ito ang anggulo ay dapat isaalang-alang bilang isang pagtaas dI 0

kanin. 17.

Longitudinal pahalang na paggalaw ng kargamento

Ang pahaba na pahalang na paggalaw ng pagkarga (Larawan 18) ay humahantong sa isang pagbabago sa trim ng sisidlan at ang transverse metacentric na taas. Sa pamamagitan ng pagkakatulad sa nakaraang kaso na may M Ш = M diff, nakuha namin ang:

tg Ш = m l x /DN, o

W 0 = 57.3 m l x / DN.

Sa pagsasagawa, ang mga longitudinal na hilig ay madalas na tinatasa ng dami ng trim

D f = Ш 0 L /57.3, pagkatapos

D f = m l x L /DN,

kung saan ang L ay ang haba ng sisidlan.

Gamit ang sandali ng pagkakaiba ng sisidlan ng 1 cm (kasama sa sukat ng pagkarga at KETCH)

m D = 0.01 gV N/ L (kN m/cm);

m D = 0.01 DN/ L = 0.01 DR/L (t m/cm),

since Н R nakuha namin

D f = m l x / m D (cm).

Pagbabago sa settlement sa panahon ng longitudinal na paggalaw ng kargamento:

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

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

Kung gayon ang bagong draft ng barko ay:

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

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

kung saan ang x f ay ang abscissa ng longitudinal inclination axis.

Ang epekto ng trim sa metacentric na taas ng barko ay tinalakay nang detalyado sa 7.2.

9 . Ang epekto ng pagtanggap ng isang maliit na pagkarga sa landing at katatagan ng sisidlan

Ang pagbabago ng posisyon ng barko kapag tumatanggap ng kargamento ay tinalakay sa 4.4. Alamin natin ang pagbabago sa transverse metacentric height dh kapag tumatanggap ng maliit na load ng mass m (Fig. 19), ang sentro ng gravity na kung saan ay matatagpuan sa parehong vertical na may CG ng waterline area sa punto na may applicate z .

Bilang resulta ng pagtaas ng draft, ang volumetric displacement ng vessel ay tataas ng dV = m / s at isang karagdagang buoyancy force g dV ay lilitaw, na inilapat sa CG ng layer sa pagitan ng waterlines WL at W 1 L 1 .

kanin. 19. Pagtanggap ng maliit na kargamento sa barko

Isinasaalang-alang na straight-sided ang sisidlan, ang applicative CG ng karagdagang volume ng buoyancy ay magiging katumbas ng d + dd /2, kung saan matutukoy ang increment sa draft gamit ang mga kilalang formula na dd = m/ cS o dd = m / q cm.

Kapag ang barko ay tumagilid sa isang anggulo I, ang puwersa ng bigat ng load p at ang pantay na puwersa ng buoyancy g dV ay bumubuo ng isang pares ng pwersa na may balikat (d + dd /2 -z) sinI. Ang sandali ng pares na ito dm I = p (d + dd /2 - z) sin At pinapataas ang paunang righting moment ng sisidlan m I = gV h sin At, samakatuwid ang righting moment pagkatapos matanggap ang load ay nagiging pantay.

m At 1 = m At + dm At, o

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

pagpasa sa mass values, nakukuha natin

(D + m)(h + dh) kasalanan I = D h kasalanan I + m (d + dd /2 - z) kasalanan I.

Mula sa equation nakita namin ang pagtaas ng metacentric height dh:

Para sa pangkalahatang kaso ng pagtanggap o pag-alis ng maliit na load, ang formula ay kukuha ng form:

kung saan ang + (-) ay pinapalitan kapag tinatanggap (tinatanggal) ang load.

Mula sa pormula ay malinaw na

dh< 0 при z >(d dd /2 - h) at

dh > 0 sa z< (d дd /2 - h), а

dh = 0 at z = (d dd /2 - h).

Ang equation z = (d dd /2 - h) ay ang equation ng neutral (limit) plane.

Ang neutral na eroplano ay isang eroplano kung saan ang pagtanggap ng isang load ay hindi nagbabago sa katatagan ng sisidlan. Ang pagtanggap ng isang load sa itaas ng neutral na eroplano ay binabawasan ang katatagan ng sasakyang-dagat, sa ibaba ng neutral na eroplano ay nagpapataas nito.

10 . Epekto ng likidong kargamento sa katatagan ng barko

Ang daluyan ay nagdadala ng isang malaking halaga ng likidong kargamento sa anyo ng mga reserbang gasolina, tubig at langis. Kung ang isang likidong kargamento ay ganap na napupuno ang isang tangke, ang epekto nito sa katatagan ng barko ay katulad ng sa isang katumbas na solidong kargamento ng

m f = c f v f.

Sa isang barko, halos palaging may mga tangke na hindi ganap na napuno, i.e. ang likido ay may libreng ibabaw sa kanila. Ang mga libreng surface sa isang barko ay maaari ding lumitaw bilang resulta ng sunog at pinsala sa katawan ng barko. Ang mga libreng ibabaw ay may malakas na negatibong epekto sa parehong paunang katatagan at katatagan ng sisidlan sa mataas na hilig. Kapag tumagilid ang barko, ang likidong kargamento, na may libreng ibabaw, ay dumadaloy patungo sa pagtabingi, na lumilikha ng karagdagang sandali na tumaas sa barko. Ang resultang sandali ay maaaring ituring bilang isang negatibong pag-amyenda sa tamang sandali ng sisidlan.

kanin. 20. Impluwensiya sa paunang katatagan ng libreng ibabaw ng isang likidong pagkarga

Libreng impluwensya sa ibabaw

Isasaalang-alang namin ang impluwensya ng libreng ibabaw (Larawan 20) kapag lumapag ang barko nang tuwid at sa isang pantay na kilya. Ipagpalagay natin na sa isa sa mga tangke ng barko ay may likidong kargamento na may volume v l at may libreng ibabaw. Kapag ang barko ay tumagilid sa isang maliit na anggulo I, ang libreng ibabaw ng likido ay tumagilid din, at ang sentro ng grabidad ng likido q ay lilipat sa isang bagong posisyon q 1. Dahil sa liit ng anggulo I, maaari nating ipagpalagay na ang paggalaw na ito ay nangyayari sa isang pabilog na arko ng radius r 0 na may sentro sa punto m 0 kung saan ang mga linya ng pagkilos ng bigat ng likido ay nagsalubong bago at pagkatapos ng pagkahilig ng ang sasakyang pandagat. Sa pamamagitan ng pagkakatulad sa metacentric radius

r 0 = i x /v w,

kung saan ang i x ay ang intrinsic na sandali ng inertia ng libreng ibabaw ng likido na may kaugnayan sa longitudinal axis (parallel sa coordinate axis OX). Madaling makita na ang kaso na isinasaalang-alang ay may parehong epekto sa katatagan gaya ng nasuspinde na kaso, kung saan l = r 0, at m = c w v f.

kanin. 21. Mga kurba ng walang sukat na koepisyent k

Gamit ang formula para sa isang nasuspinde na pagkarga, nakuha namin ang formula para sa impluwensya sa katatagan ng libreng ibabaw ng likido:

Tulad ng makikita mula sa pormula, ito ay i x na nakakaimpluwensya sa katatagan.

Ang sandali ng pagkawalang-galaw ng libreng ibabaw ay kinakalkula ng formula

kung saan ang l at b ay ang haba at lapad ng ibabaw, at ang k ay isang walang sukat na koepisyent na isinasaalang-alang ang hugis ng libreng ibabaw.

Sa formula na ito, dapat mong bigyang pansin ang huling kadahilanan - b 3, na ang lapad ng ibabaw, sa isang mas malaking lawak kaysa sa haba, ay nakakaimpluwensya sa i x at samakatuwid ay dh. Kaya, kailangan mong maging lalo na maingat sa mga libreng ibabaw sa malawak na mga compartment.

Tukuyin natin kung gaano bababa ang pagkawala ng katatagan sa isang hugis-parihaba na tangke pagkatapos mag-install ng n longitudinal bulkheads sa pantay na distansya mula sa isa't isa

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

Ang ratio ng mga pagbabago sa metacentric na taas bago ang pag-install at pagkatapos ng pag-install ng mga bulkhead ay magiging

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

Tulad ng makikita mula sa mga formula, ang pag-install ng isang bulkhead ay binabawasan ang impluwensya ng libreng ibabaw sa katatagan ng 4 na beses, dalawa - ng 9 na beses, atbp.

Ang coefficient k ay maaaring matukoy mula sa curve sa Fig. 21, kung saan ang itaas na kurba ay tumutugma sa isang asymmetrical na trapezoid, ang mas mababang isa sa isang simetriko. Para sa mga praktikal na kalkulasyon, ang coefficient k, anuman ang hugis ng surface area, ay dapat kunin bilang k = 1/12 para sa mga rectangular surface.

Sa mga kondisyon ng barko, ang impluwensya ng likidong kargamento ay isinasaalang-alang gamit ang mga talahanayan na ibinigay sa "Impormasyon sa Katatagan ng Vessel".

Talahanayan 1

Pagwawasto para sa impluwensya ng mga libreng ibabaw ng likidong kargamento sa katatagan ng isang sisidlan ng uri ng BMTR "Mayakovsky"

Susog, m, dh	Pag-alis ng sasakyang-dagat, m

Ang mga talahanayan ay nagbibigay ng mga pagwawasto sa metacentric na taas ng daluyan dh para sa isang hanay ng mga tangke, na, dahil sa mga kondisyon ng pagpapatakbo, ay maaaring bahagyang mapunan (Talahanayan 1) sa lateral stability coefficient dm h = dh = c w i x para sa bawat tangke nang hiwalay (Talahanayan 2). Ang mga tangke na may mga pagsasaayos sa metacentric na taas na mas mababa sa 1 cm ay hindi isinasaalang-alang sa mga kalkulasyon.

Depende sa uri ng mga pagwawasto, ang metacentric na taas ng sisidlan, na isinasaalang-alang ang impluwensya ng likidong kargamento sa bahagyang napuno na mga tangke, ay matatagpuan gamit ang mga formula

h = z m - z g - dh;

h = z m - z g - dm h /

Tulad ng nakikita mo, ang mga libreng ibabaw ay tila nagpapataas ng sentro ng grabidad ng sisidlan o binabawasan ang nakahalang metacenter nito ng isang halaga.

dz g = dz m = dh = dm h /

Ang pagkakaroon ng isang libreng ibabaw ng likidong kargamento ay nakakaapekto rin sa paayon na katatagan ng sisidlan. Ang pagwawasto sa longitudinal metacentric na taas ay matutukoy ng formula

dN = - s f i y /,

kung saan ang i y ay ang sariling sandali ng pagkawalang-galaw ng libreng ibabaw ng likido na may kaugnayan sa transverse axis (parallel sa coordinate axis ng OU). Gayunpaman, dahil sa makabuluhang halaga ng longitudinal metacentric na taas H, ang pagwawasto ng dH ay kadalasang napapabayaan.

Ang itinuturing na pagbabago sa katatagan mula sa libreng ibabaw ng likido ay nangyayari kapag ang dami nito ay mula 5 hanggang 95% ng dami ng tangke. Sa ganitong mga kaso, ang libreng ibabaw ay sinasabing humantong sa isang epektibong pagkawala ng katatagan.

talahanayan 2

Pagwawasto para sa impluwensya ng mga libreng ibabaw ng likidong kargamento sa katatagan ng sasakyang-dagat m/v "Alexander Safontsev"

Pangalan		Abscissa CG, m	Application CG, m	Torque mx, tm	Sandali mz, tm	Mga pagwawasto para sa mga libreng ibabaw, tm
Tank DT No. 3
Tank car DT No. 4
Tank car DT No. 5
Tank car DT No. 6
Tank car DT No. 35

kanin. 22. Kaso ng hindi epektibong pagkawala ng katatagan

Kung mayroon lamang isang napakanipis na layer ng likido sa tangke, o ang tangke ay napuno halos sa tuktok, pagkatapos ay ang lapad ng libreng ibabaw ay nagsisimulang bumaba nang husto kapag ang sisidlan ay tumagilid (Larawan 22). Alinsunod dito, ang sandali ng pagkawalang-galaw ng libreng ibabaw ay sasailalim din sa isang matalim na pagbaba, at, dahil dito, ang pagwawasto sa taas ng metacentric. Yung. Mayroong hindi epektibong pagkawala ng katatagan, na halos hindi papansinin.

Upang mabawasan ang negatibong epekto ng umaapaw na likidong kargamento sa katatagan ng barko, ang mga sumusunod na disenyo at mga hakbang sa organisasyon ay maaaring ibigay:

Pag-install ng mga longitudinal o transverse bulkheads sa mga tangke, na ginagawang posible na makabuluhang bawasan ang kanilang sariling mga sandali ng inertia i x at i y;

Pag-install ng longitudinal o transverse diaphragm bulkheads sa mga tangke, na may maliliit na butas sa ibaba at itaas na bahagi. Kapag ang barko ay tumagilid nang husto (halimbawa, kapag nagtatayo), ang diaphragm ay kumikilos bilang isang bulkhead, dahil ang likido ay dumadaloy sa mga butas na medyo mabagal. Mula sa isang istrukturang punto ng view, ang mga diaphragm ay mas maginhawa kaysa sa hindi natatagusan na mga bulkhead, dahil kapag ang pag-install ng huli, ang pagpuno, pag-draining at mga sistema ng bentilasyon ng mga tangke ay nagiging mas kumplikado. Gayunpaman, sa panahon ng matagal na pagkahilig ng sisidlan, ang mga diaphragm, na natatagusan, ay hindi maaaring mabawasan ang epekto ng umaapaw na likido sa katatagan;

Kapag tumatanggap ng likidong kargamento, siguraduhin na ang mga tangke ay ganap na napuno nang walang pagbuo ng mga libreng likidong ibabaw;

Kapag kumonsumo ng likidong kargamento, siguraduhin na ang mga tangke ay ganap na pinatuyo; Ang "mga patay na stock" ng likidong kargamento ay dapat na minimal;

Tiyakin ang mga tuyong hawak sa mga kompartamento ng barko kung saan maaaring maipon ang likido na may malaking libreng lugar sa ibabaw;

Mahigpit na sundin ang mga tagubilin para sa pagtanggap at pagtatapon ng likidong kargamento sa barko.

Ang pagkabigo ng mga tripulante ng barko na isagawa ang nakalistang mga hakbang sa organisasyon ay maaaring humantong sa isang malaking pagkawala ng katatagan ng barko at maging sanhi ng isang aksidente.

11 . Eksperimental na pagpapasiya ng metacentrictaas at posisyon ng sentro ng grabidad ng barko

Kapag nagdidisenyo ng isang sisidlan, ang paunang katatagan nito ay kinakalkula para sa mga karaniwang kaso ng pagkarga. Ang aktwal na katatagan ng itinayong sisidlan ay naiiba sa kinakalkula dahil sa mga pagkakamali sa pagkalkula at mga paglihis mula sa disenyo na ginawa sa panahon ng pagtatayo. Samakatuwid, sa mga barko, ang isang pang-eksperimentong pagpapasiya ng paunang katatagan ay isinasagawa - pagkahilig, na sinusundan ng pagkalkula ng posisyon ng CG ng barko.

Ang mga sumusunod ay dapat na itambak:

Serial-built vessels (ang una at pagkatapos ay ang bawat ikalimang sisidlan sa serye);

Ang bawat bagong sisidlan ng non-serial construction;

Ang bawat sisidlan pagkatapos ng pagpapanumbalik;

Mga sasakyang-dagat pagkatapos ng malalaking pag-aayos, muling kagamitan o modernisasyon na may pagbabago sa displacement na higit sa 2%;

Ang mga sisidlan pagkatapos ng paglalagay ng permanenteng solidong ballast, kung ang pagbabago sa sentro ng grabidad ay hindi matukoy nang sapat nang tumpak sa pamamagitan ng pagkalkula;

Mga sasakyang-dagat na ang katatagan ay hindi alam o kailangang masuri.

Ang pagkiling ay isinasagawa sa pagkakaroon ng isang Register inspector alinsunod sa mga espesyal na "Mga Tagubilin para sa inclining Register vessels".

Ang kakanyahan ng takong ay ang mga sumusunod. Ang pagkahilig ay isinasagawa batay sa pagkakapantay-pantay m cr = m I, na tumutukoy sa posisyon ng equilibrium ng sisidlan na may isang roll I 0. Ang takong sandali ay nilikha sa pamamagitan ng paglipat ng mga load (incline ballast) sa lapad ng sisidlan sa layo l y ; sa loob ng maliliit na hilig ng barko:

m cr = m l y.

Pagkatapos ay mula sa pagkakapantay-pantay m l y = сV h И 0 /57.3

nalaman nila na h = 57.3 m l y /сVI 0.

Ang elevation ng CG ng barko sa itaas ng pangunahing eroplano z g at ang abscissa ng CG x g ay tinutukoy mula sa mga expression:

z g = z c + r - h; at x g = x c .

Ang mga halaga ng z c , r at x c sa kaso ng kawalan o maliit na trim ay tinutukoy gamit ang mga hubog na elemento ng theoretical drawing ayon sa displacement value V. Sa pagkakaroon ng trim, ang mga halagang ito ay dapat matukoy ng isang espesyal na pagkalkula. Ang displacement V ay matatagpuan sa Bonjean scale batay sa pagsukat ng draft ng vessel bow at stern sa mga marka ng recess. Ang density ng tubig sa dagat ay tinutukoy gamit ang isang hydrometer.

Ang roller ballast mass m at ang transfer arm l y ay tinukoy, at ang roll angle I 0 ay sinusukat.

Bago ang takong, ang kargada ng barko ay dapat na mas malapit hangga't maaari sa light-ship displacement nito (98-104%). Ang metacentric na taas ng sisidlan ay dapat na hindi bababa sa 0.2 m Upang makamit ito, pinapayagan ang ballast.

Ang mga supply at ekstrang bahagi ay dapat nasa kanilang mga normal na lugar, ang mga kargamento ay dapat na secure, at ang mga tangke para sa tubig, gasolina, at langis ay dapat na maubos. Kapag napuno, ang mga tangke ng ballast ay dapat na pinindot.

Ang inline na ballast ay inilalagay sa bukas na deck ng sisidlan sa magkabilang panig sa mga espesyal na rack sa ilang mga hilera na nauugnay sa DP. Ang masa ng incline ballast na inilipat sa kabila ng sisidlan ay dapat tiyakin ang isang anggulo ng takong na humigit-kumulang 3 0 .

Upang sukatin ang mga anggulo ng roll, inihanda ang mga espesyal na kaliskis (hindi bababa sa 3 metro ang haba) o mga inclinograph. Ang paggamit ng mga inclinometer ng barko upang sukatin ang mga anggulo ay hindi katanggap-tanggap, dahil nagbibigay sila ng isang malaking pagkakamali.

Ang pagkiling ay isinasagawa sa mahinahon na panahon kapag ang roll ng barko ay hindi hihigit sa 0.5 0. Ang lalim ng lugar ng tubig ay dapat maiwasan ang pagpindot sa lupa o paghahanap ng bahagi ng katawan ng barko sa maputik na lupa. Ang sisidlan ay dapat na malayang makasakong, kung saan ang malubay ay dapat ibigay para sa mga linya ng pagpupugal at ang sisidlan ay hindi dapat hawakan ang dingding o katawan ng isa pang sisidlan.

Ang karanasan ay binubuo ng paglilipat ng roller ballast mula sa gilid patungo sa gilid sa command at pagsukat ng anggulo ng roll bago at pagkatapos ng paglipat.

Ang pagpapasiya ng paunang katatagan batay sa panahon ng pag-ikot ay ginawa batay sa kilalang pormula ng "kapitan":

kung saan ang f I ay ang panahon ng sariling onboard oscillations ng barko;

C I - inertial coefficient;

B ay ang lapad ng sisidlan.

Inirerekomenda na tukuyin ang roll period ng isang barko sa bawat inclining experiment, at para sa mga barko na may displacement na mas mababa sa 300 tonelada, ang pagpapasiya nito ay sapilitan. Ang paraan para sa pagtukoy ng fI ay isang inclinograph o mga stopwatch (hindi bababa sa tatlong tagamasid).

Ang pag-uyog ng sasakyang pandagat ay isinasagawa sa pamamagitan ng magkakaugnay na pagtakbo ng mga tripulante mula sa gilid patungo sa gilid sa oras na may mga panginginig ng boses ng sisidlan hanggang sa tumagilid ang sisidlan ng 5 8 0. Ang formula ng kapitan ay nagbibigay-daan, sa ilalim ng anumang estado ng pagkarga ng barko, na humigit-kumulang na matukoy ang metacentric na taas kapag ito ay nasa mga alon. Dapat alalahanin na para sa parehong sasakyang-dagat ang halaga ng inertial coefficient C I ay hindi pareho sa pagkarga at paglalagay nito ng kargamento. Bilang isang patakaran, ang inertial coefficient ng isang walang laman na barko ay mas malaki kaysa sa isang na-load.

Na-post sa Allbest.ru

...

Mga katulad na dokumento

Ang katatagan ay ang kakayahan ng isang barko na makatiis sa mga panlabas na sandali ng takong nang walang mga emergency na kahihinatnan. Pag-uuri ng katatagan, mga paraan ng pag-aalis. Pagsukat ng katatagan sa pamamagitan ng pagpapanumbalik ng sandali. Mga pangunahing formula para sa katatagan, mga anggulo ng roll.

pagtatanghal, idinagdag noong 04/16/2011


Ang konsepto ng katatagan at trim ng isang sisidlan. Pagkalkula ng pag-uugali ng isang barko sa isang paglalakbay sa panahon ng pagbaha ng isang kondisyong butas na kabilang sa kompartimento ng una, pangalawa at pangatlong kategorya. Mga hakbang upang ituwid ang sisidlan sa pamamagitan ng kontra-baha at pagpapanumbalik.

thesis, idinagdag noong 03/02/2012


Mga panukala para sa katatagan at hindi pagkalubog ng sisidlan. Ang paghahati ng karga nito sa mas malalaking artikulo. Ang pamamaraan para sa pagtanggap at paglabas ng pangunahing kargamento at mga supply gamit ang isang pinasimple na talahanayan ng pagkarga, isang ligtas na iskedyul ng pagkarga at mga stability nomogram.

pagtatanghal, idinagdag noong 04/16/2011


Pagkalkula ng tagal ng paglalayag, reserba, paglilipat at katatagan ng barko bago magkarga. Pag-iimbak ng mga tindahan ng barko, kargamento at ballast ng tubig. Pagpapasiya ng mga parameter para sa pagsakay at pag-load ng sisidlan pagkatapos ng pag-load. Static at dynamic na katatagan.

course work, idinagdag noong 12/20/2013


Pagguhit ng plano ng kargamento at pagkalkula ng katatagan ng barko alinsunod sa data ng Impormasyon sa Katatagan. Kontrol ng landing at katatagan batay sa pagkonsumo ng mga reserbang gasolina at tubig. Pag-ballasting sa sisidlan at pagpigil sa pagtagas ng tubig ng katawan ng barko.

abstract, idinagdag 02/09/2009


Pagkalkula ng impluwensya ng paglipat ng kargamento mula sa punto A hanggang sa punto B. Paggalaw ng kargamento sa transverse plane at pahalang sa kabila ng barko. Pagkalkula ng mga pagbabago sa static stability diagram. Ang impluwensya ng mga nasuspinde na load sa katatagan sa mataas na mga anggulo ng roll.

pagtatanghal, idinagdag noong 04/18/2011


Pagpili ng mga posibleng opsyon sa paglalagay ng kargamento. Pagtataya ng pag-aalis ng timbang at mga coordinate ng sisidlan. Pagtatasa ng mga elemento ng dami ng na-load ng sisidlan. Pagkalkula ng metacentric na taas ng sisidlan. Pagkalkula at pagbuo ng isang diagram ng static at dynamic na katatagan.

pagsubok, idinagdag noong 04/03/2014


Posibilidad ng pagtaob ng barko. Sitwasyon ng disenyo na "Weather Criterion" sa Mga Kinakailangan ng Russian Maritime Register of Shipping. Pagpapasiya ng sandali ng pagtaob at posibilidad na mabuhay ang barko. Mga kinakailangan para sa landing at katatagan ng isang nasirang sisidlan.

pagtatanghal, idinagdag noong 04/16/2011


Pagpapasiya ng oras ng paglalayag at mga suplay ng barko para sa paglalayag. Mga parameter ng pag-aalis sa panahon ng paunang landing ng barko. Pamamahagi ng mga supply at kargamento. Pagkalkula ng landing at paunang katatagan ng sisidlan gamit ang paraan ng pagtanggap ng isang maliit na pagkarga. Sinusuri ang longitudinal strength ng hull.

pagsubok, idinagdag noong 11/19/2012


Mga teknikal na parameter ng isang unibersal na sisidlan. Mga katangian ng kargamento, ang kanilang pamamahagi sa mga espasyo ng kargamento. Mga kinakailangan para sa plano ng kargamento. Pagpapasiya ng displacement ng disenyo at oras ng paglalakbay. Sinusuri ang lakas at pagkalkula ng katatagan ng sisidlan.

Ang katatagan ay isa sa pinakamahalagang seaworthiness ng isang sasakyang pandagat, na nauugnay sa mga napakahalagang isyu tungkol sa kaligtasan ng nabigasyon. Ang pagkawala ng katatagan ay halos palaging nangangahulugan ng pagkamatay ng barko at, kadalasan, ang mga tripulante. Hindi tulad ng mga pagbabago sa iba pang seaworthiness, ang pagbaba sa katatagan ay hindi nakikita, at ang mga tripulante ng barko, bilang panuntunan, ay hindi alam ang paparating na panganib hanggang sa mga huling segundo bago tumaob. Samakatuwid, ang pinakamalaking pansin ay dapat bayaran sa pag-aaral ng seksyong ito ng teorya ng barko.

Upang ang isang barko ay lumutang sa isang naibigay na posisyon ng ekwilibriyo na may kaugnayan sa ibabaw ng tubig, hindi lamang nito dapat matugunan ang mga kondisyon ng ekwilibriyo, ngunit magagawa rin nitong labanan ang mga panlabas na pwersa na may posibilidad na alisin ito sa posisyon ng balanse, at pagkatapos ng pagtigil. ng pagkilos ng mga puwersang ito, bumalik sa orihinal nitong posisyon. Samakatuwid, ang balanse ng barko ay dapat na matatag o, sa madaling salita, ang barko ay dapat magkaroon ng positibong katatagan.

Kaya, ang katatagan ay ang kakayahan ng isang sisidlan, na inilabas mula sa isang estado ng ekwilibriyo ng mga panlabas na puwersa, na bumalik sa orihinal nitong posisyon ng balanse pagkatapos na huminto ang pagkilos ng mga puwersang ito.

Ang katatagan ng sisidlan ay nauugnay sa balanse nito, na nagsisilbing isang katangian ng huli. Kung ang balanse ng barko ay matatag, kung gayon ang barko ay may positibong katatagan; kung ang equilibrium nito ay walang malasakit, kung gayon ang barko ay walang katatagan, at, sa wakas, kung ang balanse ng barko ay hindi matatag, kung gayon ito ay may negatibong katatagan.

Kapitan ng tanke na si Shiryaev
Pinagmulan: fleetphoto.ru

Susuriin ng kabanatang ito ang mga lateral inclinations ng barko sa midship frame plane.

Ang katatagan sa panahon ng transverse inclinations, i.e. kapag naganap ang isang roll, ay tinatawag na transverse. Depende sa anggulo ng pagkahilig ng sisidlan, ang lateral stability ay nahahati sa katatagan sa maliliit na anggulo ng pagkahilig (hanggang sa 10-15 degrees), o ang tinatawag na paunang katatagan, at katatagan sa malalaking anggulo ng pagkahilig.

Ang pagkiling ng barko ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng isang pares ng pwersa; ang sandali ng pares ng pwersang ito, na nagiging sanhi ng pag-ikot ng sisidlan sa paligid ng longitudinal axis, ay tatawaging heeling Mkr.

Kung ang Mcr na inilapat sa barko ay unti-unting tumataas mula sa zero hanggang sa huling halaga at hindi nagiging sanhi ng mga angular na acceleration, at samakatuwid ay mga puwersa ng pagkawalang-galaw, kung gayon ang katatagan na may ganoong pagkahilig ay tinatawag na static.

Ang takong sandali na kumikilos sa barko ay agad na humahantong sa paglitaw ng angular acceleration at inertial forces. Ang katatagan na lumilitaw na may ganitong pagkahilig ay tinatawag na dynamic.

Ang static na katatagan ay nailalarawan sa pamamagitan ng paglitaw ng isang sandali ng pagpapanumbalik, na may posibilidad na ibalik ang sisidlan sa orihinal nitong posisyon ng balanse. Ang dinamikong katatagan ay nailalarawan sa pamamagitan ng gawain ng sandaling ito mula sa simula hanggang sa katapusan ng pagkilos nito.

Isaalang-alang natin ang pare-parehong transverse inclination ng sisidlan. Ipagpalagay natin na sa paunang posisyon ang barko ay may tuwid na landing. Sa kasong ito, ang sumusuportang puwersa D' ay kumikilos sa DP at inilalapat sa punto C - ang gitna ng laki ng sisidlan (Center of buoyancy-B).

kanin. 1

Ipagpalagay natin na ang sisidlan, sa ilalim ng impluwensya ng isang takong sandali, ay nakatanggap ng isang nakahalang pagkahilig sa isang maliit na anggulo θ. Pagkatapos ang sentro ng magnitude ay lilipat mula sa punto C hanggang sa punto C 1 at ang sumusuportang puwersa, patayo sa bagong umiiral na waterline B 1 L 1, ay ididirekta sa isang anggulo θ sa gitnang eroplano. Ang mga linya ng aksyon ng orihinal at bagong direksyon ng puwersa ng suporta ay magsalubong sa punto m. Ang puntong ito ng intersection ng linya ng pagkilos ng sumusuportang puwersa sa isang infinitesimal equal-volume inclination ng isang lumulutang na sisidlan ay tinatawag na transverse metacentre.

Maaari tayong magbigay ng isa pang kahulugan sa metacenter: ang sentro ng curvature ng curve ng displacement ng center of magnitude sa transverse plane ay tinatawag na transverse metacenter.

Ang radius ng curvature ng curve ng displacement ng sentro ng isang dami sa transverse plane ay tinatawag na transverse metacentric radius (o maliit na metacentric radius). Ito ay tinutukoy ng distansya mula sa transverse metacenter m hanggang sa gitna ng magnitude C at tinutukoy ng letrang r.

Ang transverse metacentric radius ay maaaring kalkulahin gamit ang formula:

i.e., ang transverse metacentric radius ay katumbas ng sandali ng inertia Ix ng lugar ng waterline na may kaugnayan sa longitudinal axis na dumadaan sa gitna ng gravity ng lugar na ito, na hinati sa volumetric displacement V na naaayon sa waterline na ito.

Mga kondisyon ng katatagan

Ipagpalagay natin na ang barko, na nasa direktang posisyon ng balanse at lumulutang sa kahabaan ng waterline ng overhead line, bilang resulta ng pagkilos ng external heeling moment na Mkr, ay tumaas upang ang orihinal na waterline ng overhead line na may ang bagong umiiral na waterline B 1 L 1 ay bumubuo ng isang maliit na anggulo θ. Dahil sa pagbabago sa hugis ng bahagi ng katawan ng barko na lumubog sa tubig, magbabago din ang distribusyon ng hydrostatic pressure forces na kumikilos sa bahaging ito ng hull. Ang gitna ng laki ng sisidlan ay lilipat patungo sa roll at lilipat mula sa punto C hanggang sa punto C 1.

Ang sumusuportang puwersa D', na nananatiling hindi nagbabago, ay ididirekta nang patayo pataas patayo sa bagong epektibong linya ng tubig, at ang linya ng pagkilos nito ay magsa-intersect sa DP sa orihinal na transverse metacenter m.

Ang posisyon ng center of gravity ng barko ay nananatiling hindi nagbabago, at ang weight force P ay magiging patayo sa bagong waterline B 1 L 1. Kaya, ang mga pwersang P at D', parallel sa isa't isa, ay hindi nakahiga sa parehong patayo at, samakatuwid, ay bumubuo ng isang pares ng mga puwersa na may braso GK, kung saan ang punto K ay ang base ng patayo na ibinaba mula sa punto G hanggang sa direksyon ng pagkilos ng sumusuportang puwersa.

Ang pares ng mga puwersa na nabuo sa pamamagitan ng bigat ng sisidlan at ang sumusuportang puwersa, na may posibilidad na ibalik ang sisidlan sa orihinal nitong posisyon ng balanse, ay tinatawag na pares ng pagpapanumbalik, at ang sandali ng pares na ito ay tinatawag na sandali ng pagpapanumbalik Mθ.

Ang isyu ng katatagan ng isang barkong may takong ay napagpasyahan ng direksyon ng pagkilos ng tamang sandali. Kung ang sandali ng pagpapanumbalik ay may posibilidad na ibalik ang barko sa orihinal na posisyon ng balanse, kung gayon ang sandali ng pagpapanumbalik ay positibo, ang katatagan ng barko ay positibo rin - ang barko ay matatag. Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 2 ang lokasyon ng mga puwersang kumikilos sa barko, na tumutugma sa isang positibong sandali ng pagpapanumbalik. Madaling i-verify na ang ganitong sandali ay nangyayari kung ang CG ay nasa ibaba ng metacenter.

kanin. 2 kanin. 3

Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 3 ang kabaligtaran na kaso, kapag negatibo ang sandali ng pagpapanumbalik (ang sentro ng grabidad ay nasa itaas ng metacenter). Ito ay may posibilidad na higit pang ilihis ang barko mula sa posisyon ng balanse nito, dahil ang direksyon ng pagkilos nito ay tumutugma sa direksyon ng pagkilos ng panlabas na takong sandali na Mkr. Sa kasong ito, ang barko ay hindi matatag.

Sa teorya, maaari itong ipagpalagay na ang pagpapanumbalik ng sandali kapag ang sisidlan ay tumagilid ay katumbas ng zero, i.e. ang puwersa ng bigat ng sisidlan at ang sumusuportang puwersa ay matatagpuan sa parehong patayo, tulad ng ipinapakita sa Fig. 4.

kanin. 4

Ang kawalan ng isang righting moment ay humahantong sa katotohanan na pagkatapos ng heeling moment ay tumigil, ang barko ay nananatili sa isang hilig na posisyon, ibig sabihin, ang barko ay nasa walang malasakit na balanse.

Kaya, ayon sa kamag-anak na posisyon ng transverse metacenter m at C.T. Maaaring hatulan ang G sa tanda ng tamang sandali o, sa madaling salita, sa katatagan ng sisidlan. Kaya, kung ang transverse metacenter ay nasa itaas ng sentro ng grabidad (Larawan 2), kung gayon ang barko ay matatag.

Kung ang transverse metacenter ay matatagpuan sa ibaba ng sentro ng grabidad o kasabay nito (Larawan 3, 4), ang barko ay hindi matatag.

Nagbibigay ito ng konsepto ng metacentric height: ang transverse metacentric height ay ang elevation ng transverse metacenter sa itaas ng center of gravity ng vessel sa inisyal na posisyon ng equilibrium.

Ang transverse metacentric na taas (Larawan 2) ay tinutukoy ng distansya mula sa sentro ng grabidad (i.e. G) hanggang sa transverse metacenter (ibig sabihin m), ibig sabihin, ang segment na mG. Ang segment na ito ay isang pare-parehong halaga, dahil at C.T. , at ang transverse metacenter ay hindi nagbabago sa kanilang posisyon sa maliliit na hilig. Sa pagsasaalang-alang na ito, ito ay maginhawa upang tanggapin ito bilang isang pamantayan para sa paunang katatagan ng isang sisidlan.

Kung ang transverse metacenter ay matatagpuan sa itaas ng sentro ng grabidad ng sisidlan, kung gayon ang transverse metacentric na taas ay itinuturing na positibo. Pagkatapos ang kondisyon para sa katatagan ng sisidlan ay maaaring ibigay sa sumusunod na pormulasyon: ang sisidlan ay matatag kung ang nakahalang metacentric na taas nito ay positibo. Ang kahulugan na ito ay maginhawa dahil pinapayagan nito ang isa na hatulan ang katatagan ng sisidlan nang hindi isinasaalang-alang ang pagkahilig nito, ibig sabihin, sa isang anggulo ng roll na zero, kapag walang tamang sandali. Upang maitatag kung anong data ang kinakailangan upang makuha ang halaga ng transverse metacentric na taas, buksan natin ang Fig. 5, na nagpapakita ng kamag-anak na lokasyon ng sentro ng magnitude C, ang sentro ng grabidad G at ang transverse metacenter m ng isang sisidlan na may positibong paunang lateral stability.

kanin. 5

Ipinapakita ng figure na ang transverse metacentric na taas h ay maaaring matukoy ng isa sa mga sumusunod na formula:

h = Z C ± r - Z G ;

Ang transverse metacentric na taas ay kadalasang tinutukoy gamit ang huling pagkakapantay-pantay. Ang applicate ng transverse metacenter Zm ay matatagpuan mula sa metacentric diagram. Ang mga pangunahing paghihirap sa pagtukoy ng transverse metacentric na taas ng isang sisidlan ay lumitaw kapag tinutukoy ang applicate ng center of gravity ZG, na tinutukoy gamit ang isang buod na talahanayan ng mass load ng barko (ang isyu ay tinalakay sa lecture -).

Sa dayuhang panitikan, ang pagtatalaga ng kaukulang mga punto at mga parameter ng katatagan ay maaaring magmukhang ipinapakita sa ibaba sa Fig. 6.

kanin. 6

• kung saan ang K ay ang kilya point;
• B - sentro ng buoyancy;
• G—sentro ng grabidad;
• M - nakahalang metacentre;
• KV - ilapat ang sentro ng magnitude;
• KG - ilapat ang sentro ng grabidad;
• KM - applicate ng transverse metacenter;
• VM - transverse metacentric radius (Radius ng metacentre);
• BG - elevation ng center of gravity sa itaas ng center of magnitude;
• GM - transverse metacentric na taas.

Ang static stability arm, na itinalaga sa ating panitikan bilang GK, ay itinalaga sa banyagang panitikan bilang GZ.

Iminungkahing pagbabasa:

Ang katatagan ng isang sasakyang-dagat ay isang ari-arian dahil sa kung saan ang sisidlan ay hindi tumaob kapag nalantad sa mga panlabas na kadahilanan (hangin, alon, atbp.) At mga panloob na proseso (pag-alis ng kargamento, paggalaw ng mga reserbang likido, ang pagkakaroon ng mga libreng ibabaw ng likido sa compartments, atbp.). Ang pinakakomprehensibong kahulugan ng katatagan ng barko ay maaaring ang mga sumusunod: ang kakayahan ng isang barko na hindi tumaob kapag nalantad sa mga natural na salik ng dagat (hangin, alon, yelo) sa nakatalagang lugar ng nabigasyon nito, gayundin sa kumbinasyon ng "panloob" na mga dahilan na dulot. sa mga aksyon ng mga tauhan

Ang tampok na ito ay batay sa likas na pag-aari ng isang bagay na lumulutang sa ibabaw ng tubig - ito ay may posibilidad na bumalik sa orihinal nitong posisyon pagkatapos ng pagtigil ng impluwensyang ito. Kaya, ang katatagan, sa isang banda, ay natural, at, sa kabilang banda, ay nangangailangan ng regulated na kontrol sa bahagi ng taong nakikibahagi sa disenyo at operasyon nito.

Ang katatagan ay nakasalalay sa hugis ng katawan ng barko at sa posisyon ng sentro ng grabidad ng sasakyang-dagat, samakatuwid, sa pamamagitan ng tamang pagpili ng hugis ng katawan ng barko sa panahon ng disenyo at wastong paglalagay ng mga kargamento sa barko sa panahon ng operasyon, posible upang matiyak ang sapat na katatagan upang magarantiya ang pag-iwas sa pagtaob ng barko sa ilalim ng anumang kondisyon ng paglalayag.

Ang pagkiling ng barko ay posible sa iba't ibang dahilan: mula sa pagkilos ng paparating na mga alon, dahil sa asymmetrical na pagbaha ng mga compartment sa panahon ng isang butas, mula sa paggalaw ng kargamento, presyon ng hangin, dahil sa pagtanggap o pagkonsumo ng kargamento, atbp. dalawang uri ng katatagan: transverse at longitudinal. Mula sa punto ng view ng kaligtasan ng nabigasyon (lalo na sa mabagyong panahon), ang pinaka-mapanganib ay ang mga nakahalang inclinations. Ang transverse stability ay nagpapakita ng sarili kapag ang barko ay gumulong, i.e. kapag ikiling ito sa board. Kung ang mga puwersang nagiging sanhi ng pagtagilid ng barko ay mabagal na kumilos, ang katatagan ay tinatawag na static, at kung mabilis, pagkatapos ay dynamic. Ang pagkahilig ng sisidlan sa transverse plane ay tinatawag na roll, at sa longitudinal plane - trim; ang mga anggulo na nabuo sa kasong ito ay itinalagang O at y, ayon sa pagkakabanggit. Ang katatagan sa maliliit na anggulo ng pagkahilig (10 - 12°) ay tinatawag na paunang katatagan.

(Larawan 2)

Isipin natin na, sa ilalim ng impluwensya ng mga panlabas na puwersa, ang barko ay tumagilid sa isang anggulo ng 9 (Larawan 2). Bilang isang resulta, ang dami ng ilalim ng tubig na bahagi ng sisidlan ay napanatili ang laki nito, ngunit binago ang hugis nito; Sa gilid ng starboard, isang karagdagang dami ang pumasok sa tubig, at sa kaliwang bahagi, isang pantay na dami ang lumabas sa tubig. Ang sentro ng magnitude ay lumipat mula sa orihinal na posisyon C patungo sa roll ng barko, sa gitna ng gravity ng bagong volume - point C1. Kapag ang sisidlan ay nasa isang hilig na posisyon, ang gravity force P ay inilapat sa punto G at ang sumusuportang puwersa D ay inilapat sa punto C, na natitira patayo sa bagong waterline V1L1, ay bumubuo ng isang pares ng pwersa na may braso na GK, na isang patayo na ibinaba. mula sa punto G hanggang sa direksyon ng mga sumusuportang pwersa.

Kung ipagpapatuloy natin ang direksyon ng puwersa ng suporta mula sa punto C1 hanggang sa magsalubong ito sa orihinal nitong direksyon mula sa punto C, pagkatapos ay sa maliliit na anggulo ng roll na tumutugma sa mga kondisyon ng paunang katatagan, ang dalawang direksyon na ito ay magsalubong sa puntong M, na tinatawag na transverse metacenter.

Ang relatibong posisyon ng mga puntos na M at G ay nagbibigay-daan sa amin na maitatag ang sumusunod na tampok na nagpapakilala sa lateral stability: (Larawan 3)

• A) Kung ang metacenter ay matatagpuan sa itaas ng sentro ng grabidad, kung gayon ang sandali ng pagpapanumbalik ay positibo at may posibilidad na ibalik ang barko sa orihinal na posisyon nito, ibig sabihin, kapag nagtakong, ang barko ay magiging matatag.
• B) Kung ang punto M ay nasa ibaba ng punto G, kung gayon na may negatibong halaga ng h0 ang sandali ay negatibo at malamang na tumaas ang roll, ibig sabihin, sa kasong ito ang barko ay hindi matatag.
• C) Kapag ang mga puntong M at G ay nag-tutugma, ang mga pwersang P at D ay kumikilos sa isang patayong tuwid na linya, ang isang pares ng mga puwersa ay hindi lilitaw, at ang oras ng pagpapanumbalik ay zero: kung gayon ang barko ay dapat ituring na hindi matatag, dahil hindi ito nagsusumikap na bumalik. sa orihinal nitong posisyon ng balanse (Fig. 3).

Fig.3

Ang mga panlabas na palatandaan ng negatibong paunang katatagan ng isang barko ay:

• -- nabigasyon ng isang barko na may roll sa kawalan ng takong sandali;
• - ang pagnanais ng barko na gumulong sa kabaligtaran kapag ituwid;
• - paglilipat mula sa gilid sa gilid sa panahon ng sirkulasyon, habang ang roll ay nananatili kahit na ang barko ay pumasok sa isang direktang kurso;
• -- isang malaking halaga ng tubig sa mga hold, sa mga platform at deck.

Katatagan, na nagpapakita ng sarili sa panahon ng mga pahaba na hilig ng sisidlan, i.e. kapag trimming, ito ay tinatawag na longitudinal.

Kapag ang sisidlan ay pahaba na nakatagilid sa isang anggulo w sa paligid ng transverse axis Ts.V. lilipat mula sa puntong C hanggang sa puntong C1 at ang puwersang sumusuporta, na ang direksyon ay normal sa umiiral na linya ng tubig, ay kikilos sa isang anggulo w sa orihinal na direksyon. Ang mga linya ng pagkilos ng orihinal at bagong direksyon ng mga puwersang sumusuporta ay nagsalubong sa isang punto. Ang punto ng intersection, ang linya ng pagkilos ng mga sumusuportang pwersa sa isang infinitesimal inclination sa longitudinal plane ay tinatawag na longitudinal metacenter ng M. seaworthiness, stability, at propulsion ng barko.

Ang longitudinal moment ng inertia ng waterline area IF ay mas malaki kaysa sa transverse moment ng inertia IX. Samakatuwid, ang longitudinal metacentric radius R ay palaging mas malaki kaysa sa transverse radius r. Ito ay halos ipinapalagay na ang longitudinal metacentric radius R ay humigit-kumulang katumbas ng haba ng sisidlan. Dahil ang longitudinal metacentric radius R ay maraming beses na mas malaki kaysa sa transverse r, ang longitudinal metacentric na taas H ng anumang barko ay maraming beses na mas malaki kaysa sa transverse h. samakatuwid, kung ang sisidlan ay may lateral na katatagan, kung gayon ang paayon na katatagan ay tiyak na masisiguro.

Mga salik na nakakaapekto sa katatagan ng barko na may malakas na impluwensya sa katatagan ng barko.

Ang mga salik na dapat isaalang-alang kapag nagpapatakbo ng isang maliit na sisidlan ay kinabibilangan ng:

• 1. Ang katatagan ng isang sisidlan ay higit na apektado ng lapad nito: mas malaki ito kaugnay sa haba, taas ng gilid at draft nito, mas mataas ang katatagan. Ang isang mas malawak na bangka ay may isang mas malaking sandali ng righting.
• 2. Ang katatagan ng isang maliit na sisidlan ay tumataas kung ang hugis ng nakalubog na bahagi ng katawan ng barko ay binago sa malalaking anggulo ng takong. Ang pahayag na ito, halimbawa, ay ang batayan para sa pagkilos ng mga side boule at foam fender, na, kapag inilubog sa tubig, ay lumikha ng karagdagang righting moment.
• 3. Lumalala ang katatagan kung ang barko ay may mga tangke ng gasolina na may salamin sa ibabaw mula sa gilid patungo sa gilid, kaya ang mga tangke na ito ay dapat na may mga partisyon na naka-install parallel sa gitnang linya ng barko, o makitid sa kanilang itaas na bahagi.
• 4. Ang katatagan ay pinakamalakas na naiimpluwensyahan ng paglalagay ng mga pasahero at kargamento sa barko; Sa isang maliit na sisidlan, ang mga tao ay hindi dapat pahintulutang umupo sa sakay o magpalipat-lipat nang arbitraryo habang ito ay gumagalaw. Ang mga load ay dapat na mahigpit na nakakabit upang maiwasan ang mga ito mula sa hindi inaasahang paglipat mula sa kanilang mga normal na lugar.
• 5. Sa malakas na hangin at alon, ang epekto ng heeling moment (lalo na ang dynamic) ay lubhang mapanganib para sa barko, samakatuwid, habang lumalala ang mga kondisyon ng panahon, kinakailangang dalhin ang barko sa kanlungan at hintayin ang masamang panahon. Kung imposibleng gawin ito dahil sa malaking distansya sa baybayin, kung gayon sa mga mabagyo na kondisyon ay dapat mong subukang panatilihing "tumulong sa hangin" ang barko, itapon ang angkla ng dagat at patakbuhin ang makina sa mababang bilis.

Ang sobrang katatagan ay nagdudulot ng mabilis na pag-ikot at pinatataas ang panganib ng resonance. Samakatuwid, ang rehistro ay nagtatag ng mga paghihigpit hindi lamang sa mas mababa, kundi pati na rin sa itaas na limitasyon ng katatagan.

Upang mapataas ang katatagan ng barko (pataasin ang righting moment sa bawat unit ng roll angle), kinakailangang taasan ang metacentric na taas h sa pamamagitan ng naaangkop na paglalagay ng mga kargamento at mga supply sa barko (mas mabigat na kargamento sa ibaba, at mas magaan na kargamento sa itaas. ). Para sa parehong layunin (lalo na kapag naglalayag sa ballast - walang kargamento) ginagamit nila ang pagpuno ng mga tangke ng ballast ng tubig.