2. Вивчити поняття про остійності корабля на великих кутах нахилу.
1. Початкова остійність корабля.
2. Поняття про остійності корабля при великих кутах нахилу.
1. А.І. Літаків, І.І. Українців. Навчальний посібник: «Пристрій і живучість надводного корабля». Військове видавництво, м Москва, 1987 р
2. Л.А. Новиков, М.І. Житницький. Л.Л. Асмус, А.А. Елхін, «Теорія, пристрій і живучість корабля», м Ленінград, 1987 р
3. С.М. Вілков, Н.Ф. Гришин, Л.А. Новиков, Навчальний посібник: «Пристрій надводного корабля», ВВМУ ім. Ф.Е.Дзержинського, м Ленінград, 1979 р
Завдання на самопідготовку:
- заходи початкової остійності корабля.
- визначення остійності корабля по діаграмах статичної та динамічної остійності.
Питання № 1: «Початкова остійність корабля».
Остойчивостью - називається здатність вільно плаваючого корабля, виведеного з положення рівноваги впливом зовнішніх сил, знову повертатися в початкове положення після припинення дії цих сил.
Розрізняють поздовжню і поперечну остійності. Поперечна остійність пов'язана з кутами нахилу, поздовжня - з кутами дифферента.
Визначення остійності корабля проводять при малих і великих кутах нахилу. До малих кутах нахилу відносяться кути крену θ до 10-12 ° і кути дифферента ψ до 2-3 °.
Залежно від характеру зовнішніх сил, які виводять корабель з положення рівноваги, розрізняють остійності статичну і динамічну. При статичної остійності нахиляється корабель сили не викликають значних кутових прискорень і ними на практиці можна знехтувати. Якщо нахиляти корабель сили викликають значні кутові прискорення, то остійність корабля при цьому називають динамічною.
«Початкова остійність корабля».
Остійність на малих кутах нахилу називають початковій остойчивостью.
При визначенні початкової остійності приймаються такі припущення:
- нахилення равнооб'емние, т. е. обсяги, що входять в воду і виходять з води при наклонениях, рівні між собою;
- центр величини при наклонениях переміщається по дузі кола;
- кути нахилу малі;
- нахилення відбуваються навколо осей, що проходять через центр ваги площі діючої ватерлінії.
«Поперечна остійність корабля».
Розглянемо початкову поперечну остійність корабля (рис.1).
Мал. 1 Початкова поперечна остійність корабля.
Якщо корабель під дією зовнішнього крениться моменту Mкр, (наприклад, тиску вітру) отримає крен на кут θ, то за рахунок зміни форми підводної частини корпусу корабля центр величини С переміститься в точку C1. Виштовхуюча сила γV буде прикладена в точці C1 і спрямована перпендикулярно до діючої ватерлінії W1L1. Що стосується ЦМ корабля, то він залишиться в точці G, так як ніяких вантажів на корабель не приймалося, а наявні вантажі не транспортувалися.
Таким чином, після нахилення корабля сили Р і γV перестають лежати на одній вертикалі (порушується друга умова рівноваги) і утворюють пару сил з плечем Gк. носить назву плеча остійності. Момент цієї пари називається відновлює моментомmθ. Його величина характеризує ступінь остійності корабля:
Якщо mθ прагне повернути корабель зайняв свою попередню позицію, то корабель має позитивну початкову остійність, і, навпаки, якщо mθ спрямований в бік mкp. то корабель має негативну початкову остійність.
Продовживши напрямок сили, що виштовхує mθ до перетину з діаметральної площиною, отримаємо точку m. яка називається початковим поперечним метацентром. Для малих кутів нахилу точка m займає практично постійне положення і є центром кола, по якій переміщається центр величини С.
Відстань між поперечним метацентром m і центром величини С називається поперечним метацентричної радіусом r, а відстань між точками m і G називається поперечної метацентрической висотойh.
При постійному водотоннажності величина відновлює моменту залежить від величини плеча остійності Gк. яку можна визначити з
Підставивши значення Gк в формулу (1), отримаємо метацентричної формулуначальной поперечної остійності:
З формули (3) видно, що величина відновлює моменту знаходиться в прямій залежності від метацентрической висоти h. Отже, величина h може служити мірою початкової остійності корабля. Значення h для різних класів кораблів знаходиться в межах від 0.5 до 5 м.
«Поздовжня остійність корабля».
Аналогічно виводився метацентрическая формула початковій продольнойостойчівості (рис.2).
Мал. 2 Початкова поздовжня остійність корабля.
Формула для поздовжнього відновлює моменту матиме вигляд:
Слід зазначити, що величина Н в 50-100 разів більше h і становить зазвичай 2-3 довжини корабля. У зв'язку з цим поздовжня остійність корабля у багато разів більше поперечної.
Значення метацентричної висот для типових водотоннажністю кораблів наводиться в їх тактичних формулах.
З огляду на те, що кути θ і ψ малі, формули (3) і (4) можна переписати у вигляді:
З цих формул легко отримати значення кутів крену і диференту: