ΔΙΑΛΕΞΗ №4

Γενικές διατάξεις σταθερότητας. Σταθερότητα σε χαμηλές κλίσεις. Μετακέντρο, μετακεντρική ακτίνα, μετακεντρικό ύψος. Μετακεντρικοί τύποι σταθερότητας. Προσδιορισμός παραμέτρων προσγείωσης και ευστάθειας κατά τη μετακίνηση φορτίου σε πλοίο. Επίδραση στη σταθερότητα χαλαρών και υγρών φορτίων.

Κυλιόμενη εμπειρία.

Σταθερότητα ονομάζεται η ικανότητα ενός πλοίου, που βγαίνει από μια θέση κανονικής ισορροπίας από οποιεσδήποτε εξωτερικές δυνάμεις, να επιστρέψει στην αρχική του θέση μετά τον τερματισμό αυτών των δυνάμεων. Οι εξωτερικές δυνάμεις που μπορούν να βγάλουν το πλοίο από την κανονική ισορροπία περιλαμβάνουν: άνεμο, κύματα, κίνηση αγαθών και ανθρώπων, καθώς και φυγόκεντρες δυνάμεις και στιγμές που συμβαίνουν όταν το πλοίο στρίβει. Ο πλοηγός είναι υποχρεωμένος να γνωρίζει τα χαρακτηριστικά του σκάφους του και να αξιολογεί σωστά τους παράγοντες που επηρεάζουν τη σταθερότητά του.

Διάκριση μεταξύ εγκάρσιας και διαμήκους ευστάθειας. Η εγκάρσια ευστάθεια του σκάφους χαρακτηρίζεται από τη σχετική θέση του κέντρου βάρους σολκαι κέντρο μεγέθους ΜΕ.Εξετάστε την πλευρική σταθερότητα.

Εάν το σκάφος είναι κεκλιμένο στη μία πλευρά με μικρή γωνία (5-10°) (Εικ. 1), το CV θα μετακινηθεί από το σημείο C στο σημείο . Συνεπώς, η δύναμη στήριξης που ενεργεί κάθετα στην επιφάνεια θα διασχίσει το διαμετρικό επίπεδο (DP) στο σημείο Μ.

Το σημείο τομής του ΑΣ του πλοίου με τη συνέχιση της κατεύθυνσης της δύναμης στήριξης κατά την κύλιση ονομάζεται αρχικό μετακέντρο Μ. Απόσταση από το σημείο εφαρμογής της δύναμης υποστήριξης Μεστο αρχικό μετακέντρο καλείται μετακεντρική ακτίνα .

Εικ. 1 - Γστατικές δυνάμεις που δρουν σε ένα πλοίο με χαμηλά τακούνια

Απόσταση από το αρχικό μετακέντρο Μστο κέντρο βάρους σολπου ονομάζεται αρχικό μετακεντρικό ύψος .

Το αρχικό μετακεντρικό ύψος χαρακτηρίζει τη σταθερότητα σε χαμηλές κλίσεις του σκάφους, μετριέται σε μέτρα και αποτελεί κριτήριο για την αρχική ευστάθεια του σκάφους. Κατά κανόνα, το αρχικό μετακεντρικό ύψος μηχανοκίνητων σκαφών και σκαφών θεωρείται καλό εάν είναι μεγαλύτερο από 0,5 Μ,για ορισμένα πλοία είναι επιτρεπτό λιγότερο, αλλά όχι μικρότερο από 0,35 Μ.

Μια απότομη κλίση αναγκάζει το πλοίο να κυλήσει και το χρονόμετρο μετρά την περίοδο ελεύθερης κύλισης, δηλαδή τον χρόνο πλήρους αιώρησης από τη μια ακραία θέση στην άλλη και προς τα πίσω. Το εγκάρσιο μετακεντρικό ύψος του αγγείου καθορίζεται από τον τύπο:

, Μ

που ΣΤΟ- το πλάτος του πλοίου, Μ; Τ- περίοδος προώθησης, δευτ.

Η καμπύλη στο Σχ. 1 χρησιμεύει για την αξιολόγηση των ληφθέντων αποτελεσμάτων. 2, κατασκευασμένο σύμφωνα με τα δεδομένα σκάφη εξοχικής σχεδίασης.

Ρι.2 - Ζεξάρτηση του αρχικού μετακεντρικού ύψους από το μήκος του αγγείου

Αν το αρχικό μετακεντρικό ύψος , που καθορίζεται από τον παραπάνω τύπο, θα βρίσκεται κάτω από τη σκιασμένη γραμμή, πράγμα που σημαίνει ότι το σκάφος θα έχει ομαλή κύλιση, αλλά ανεπαρκή αρχική σταθερότητα και η πλοήγηση σε αυτό μπορεί να είναι επικίνδυνη. Εάν το μετακέντρο βρίσκεται πάνω από τη σκιασμένη λωρίδα, το σκάφος θα χαρακτηρίζεται από γρήγορη (αιχμηρή) κύλιση, αλλά αυξημένη σταθερότητα και επομένως, ένα τέτοιο σκάφος είναι πιο αξιόπλοο, αλλά η κατοικησιμότητα σε αυτό δεν είναι ικανοποιητική. Οι βέλτιστες τιμές θα εμπίπτουν στη ζώνη της σκιασμένης ζώνης.

Ο κατάλογος του σκάφους σε μία από τις πλευρές μετριέται με τη γωνία μεταξύ της νέας κεκλιμένης θέσης του κεντρικού επιπέδου με την κατακόρυφη γραμμή.

Η πλευρά με τη φτέρνα θα μετατοπίσει περισσότερο νερό από την αντίθετη πλευρά και το CV θα μετατοπιστεί προς την κατεύθυνση του ρολού. Τότε οι δυνάμεις στήριξης και βάρους που προκύπτουν θα είναι μη ισορροπημένες, σχηματίζοντας ένα ζεύγος δυνάμεων με ώμο ίσο με

.

Η επαναλαμβανόμενη δράση του βάρους και των δυνάμεων στήριξης μετριέται με τη ροπή επαναφοράς:

.

που ρε- δύναμη άνωσης ίση με τη δύναμη βάρους του πλοίου. μεγάλο- Σταθερός ώμος.

Αυτός ο τύπος ονομάζεται τύπος μετακεντρικής σταθερότητας και ισχύει μόνο για μικρές γωνίες κλίσης, στις οποίες το μετακέντρο μπορεί να θεωρηθεί σταθερό. Σε μεγάλες γωνίες πτέρνας, το μετακέντρο δεν είναι σταθερό, με αποτέλεσμα να παραβιάζεται η γραμμική σχέση μεταξύ της ροπής επαναφοράς και των γωνιών της πτέρνας.

μικρό ( ) και μεγάλο ( ) οι μετακεντρικές ακτίνες μπορούν να υπολογιστούν χρησιμοποιώντας τους τύπους του καθηγητή A.P. Van der Fliet:

;
.

Με βάση τη σχετική θέση του φορτίου στο πλοίο, ο πλοηγός μπορεί πάντα να βρει την πιο ευνοϊκή τιμή του μετακεντρικού ύψους, στο οποίο το πλοίο θα είναι αρκετά σταθερό και θα υπόκειται λιγότερο σε κύλιση.

Η ροπή κλίσης είναι το γινόμενο του βάρους του φορτίου που μετακινείται κατά μήκος του σκάφους με έναν ώμο ίσο με την απόσταση κίνησης. Εάν ένα άτομο βάρους 75 κιλό,κάθεται στην όχθη θα μετακινηθεί κατά 0,5 κατά μήκος του πλοίου Μ,τότε η ροπή κλίσης θα είναι ίση με 75 * 0,5 = 37,5 kg/m.

Για να αλλάξετε τη στιγμή που το πλοίο στέκεται κατά 10 °, είναι απαραίτητο να φορτώσετε το πλοίο σε πλήρη μετατόπιση, εντελώς συμμετρικά ως προς το διαμετρικό επίπεδο. Η φόρτωση του πλοίου θα πρέπει να ελέγχεται με ρεύματα μετρημένα και από τις δύο πλευρές. Το κλισίμετρο είναι εγκατεστημένο αυστηρά κάθετα στο DP έτσι ώστε να δείχνει 0 °.

Μετά από αυτό, είναι απαραίτητο να μετακινήσετε φορτία (για παράδειγμα, άτομα) σε προκαθορισμένες αποστάσεις έως ότου το κλισιόμετρο δείξει 10 °. Ένα πείραμα για επαλήθευση θα πρέπει να πραγματοποιηθεί ως εξής: βάλτε το πλοίο στη μία πλευρά και μετά στην άλλη πλευρά. Γνωρίζοντας τις ροπές αγκυροβόλησης του πλοίου κλίσης σε διάφορες (μέχρι τις μεγαλύτερες δυνατές) γωνίες, είναι δυνατό να κατασκευαστεί ένα διάγραμμα στατικής ευστάθειας (Εικ. 3), το οποίο θα επιτρέψει την αξιολόγηση της ευστάθειας του πλοίου.

Εικ.3 - Διάγραμμα στατικής ευστάθειας

Η σταθερότητα μπορεί να αυξηθεί αυξάνοντας το πλάτος του σκάφους, χαμηλώνοντας το CG και τοποθετώντας πρύμνες.

Εάν το CG του πλοίου βρίσκεται κάτω από το CG, τότε το πλοίο θεωρείται ότι είναι πολύ σταθερό, καθώς η δύναμη στήριξης κατά τη διάρκεια ενός κυλίνδρου δεν αλλάζει σε μέγεθος και κατεύθυνση, αλλά το σημείο εφαρμογής του μετατοπίζεται προς την κλίση του πλοίου (Εικ. 4 , ένα). Επομένως, κατά την κλίση, σχηματίζεται ένα ζεύγος δυνάμεων με θετική ροπή επαναφοράς, που τείνουν να επαναφέρουν το πλοίο σε κανονική κατακόρυφη θέση σε ευθεία καρίνα. Είναι εύκολο να το επαληθεύσετε η>0, με μετακεντρικό ύψος 0. Αυτό είναι χαρακτηριστικό για σκάφη βαριάς καρίνας και άτυπο για μεγαλύτερα συμβατικά σκάφη κύτους.

Εάν το CG βρίσκεται πάνω από το CG, τότε είναι πιθανές τρεις περιπτώσεις σταθερότητας, τις οποίες θα πρέπει να γνωρίζει καλά ο πλοηγός.

1η περίπτωση σταθερότητας

μετακεντρικό ύψος η>0. Εάν το κέντρο βάρους βρίσκεται πάνω από το κέντρο βάρους, τότε με την κεκλιμένη θέση του σκάφους, η γραμμή δράσης της δύναμης στήριξης διασχίζει το διαμετρικό επίπεδο πάνω από το κέντρο βάρους (Εικ. 4, β).

Εικ.4 - Η περίπτωση ενός σταθερού σκάφους

Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζεται επίσης ένα ζεύγος δυνάμεων με θετική ροπή επαναφοράς. Αυτό είναι χαρακτηριστικό για τα περισσότερα πλοία συμβατικού σχήματος. Η σταθερότητα σε αυτή την περίπτωση εξαρτάται από το σώμα και τη θέση του κέντρου βάρους σε ύψος. Κατά την κλίση, η πλευρά κλίσης εισέρχεται στο νερό και δημιουργεί πρόσθετη άνωση, τείνοντας να ισοπεδώσει το πλοίο. Ωστόσο, όταν ένα σκάφος κυλά με υγρά και χύδην φορτία ικανά να κινούνται προς την κατεύθυνση του κυλίνδρου, το κέντρο βάρους θα μετατοπιστεί επίσης προς την κατεύθυνση του κυλίνδρου. Εάν το κέντρο βάρους κατά τη διάρκεια ενός κυλίνδρου κινηθεί πέρα ​​από τη γραμμή βαρύτητας που συνδέει το κέντρο μεγέθους με το μετακέντρο, τότε το πλοίο θα ανατραπεί.

2η περίπτωση ασταθούς sudok με αδιάφορη ισορροπία

μετακεντρικό ύψος η= 0. Εάν το CG βρίσκεται πάνω από το CG, τότε κατά τη διάρκεια του κυλίνδρου η γραμμή δράσης της δύναμης στήριξης διέρχεται από το CG MG=0 (Εικ. 5).

Εικ.5 - Η περίπτωση ενός ασταθούς πλοίου με αδιάφορη ισορροπία

Σε αυτή την περίπτωση, το CV βρίσκεται πάντα στην ίδια κατακόρυφο με το CG, οπότε δεν υπάρχει ζεύγος δυνάμεων επαναφοράς. Χωρίς την επίδραση εξωτερικών δυνάμεων, το πλοίο δεν μπορεί να επιστρέψει σε ευθεία θέση. Σε αυτή την περίπτωση, είναι ιδιαίτερα επικίνδυνο και εντελώς απαράδεκτο να μεταφέρονται υγρά και χύδην φορτία σε πλοίο: με το παραμικρό λίκνισμα, το πλοίο θα ανατραπεί. Αυτό είναι χαρακτηριστικό για σκάφη με στρογγυλό πλαίσιο.

3η περίπτωση ασταθούς πλοίου σε ασταθή ισορροπία

μετακεντρικό ύψος η<0. ЦТ расположен выше ЦВ, а в наклонном положении судна линия действия силы поддержания пересекает след диаметральной плоскости ниже ЦТ (рис. 6). Сила тяжести и сила поддержания при малейшем крене образуют пару сил с отрицательным восстанавливающим моментом и судно опрокидывается.

Εικ.6 - Γακτίνα ασταθούς πλοίου σε ασταθή ισορροπία

Οι περιπτώσεις που αναλύθηκαν δείχνουν ότι το πλοίο είναι σταθερό εάν το μετακέντρο βρίσκεται πάνω από το CG του πλοίου. Όσο χαμηλότερα πέφτει το CG, τόσο πιο σταθερό είναι το πλοίο. Στην πράξη, αυτό επιτυγχάνεται με την τοποθέτηση φορτίου όχι στο κατάστρωμα, αλλά στα κάτω δωμάτια και αμπάρια.

Λόγω της επίδρασης εξωτερικών δυνάμεων στο πλοίο, καθώς και ως αποτέλεσμα της ανεπαρκούς ισχυρής στερέωσης του φορτίου, είναι δυνατή η μετακίνησή του στο πλοίο. Ας εξετάσουμε την επίδραση αυτού του παράγοντα στην αλλαγή στις παραμέτρους προσγείωσης του σκάφους και στη σταθερότητά του.

Κάθετη κίνηση του φορτίου.

Εικ.1 - Η επίδραση της κατακόρυφης κίνησης του φορτίου στη μεταβολή του μετακεντρικού ύψους

Ας προσδιορίσουμε την αλλαγή στην προσγείωση και τη σταθερότητα του σκάφους που προκαλείται από την κίνηση ενός μικρού φορτίου στην κατακόρυφη κατεύθυνση (Εικ. 1) από το σημείο ακριβώς . Δεδομένου ότι η μάζα του φορτίου δεν αλλάζει, η μετατόπιση του σκάφους παραμένει αμετάβλητη. Επομένως, η πρώτη συνθήκη ισορροπίας ικανοποιείται:
. Είναι γνωστό από τη θεωρητική μηχανική ότι όταν ένα από τα σώματα κινείται, το CG ολόκληρου του συστήματος κινείται προς την ίδια κατεύθυνση. Επομένως, το CG του πλοίου μετακινηθείτε σε ένα σημείο , και η ίδια η κατακόρυφη θα περάσει, όπως πριν, από το κέντρο μεγέθους .

Η δεύτερη συνθήκη ισορροπίας θα πληρούται:
.

Εφόσον στην περίπτωσή μας πληρούνται και οι δύο προϋποθέσεις ισορροπίας, μπορούμε να συμπεράνουμε: όταν το φορτίο μετακινείται κατακόρυφα, το πλοίο δεν αλλάζει τη θέση ισορροπίας του.

Εξετάστε την αλλαγή στην αρχική εγκάρσια σταθερότητα. Δεδομένου ότι τα σχήματα του όγκου του κύτους του πλοίου βυθισμένο στο νερό και η περιοχή της ίσαλης γραμμής δεν έχουν αλλάξει, η θέση του κέντρου μεγέθους και το εγκάρσιο μετακέντρο παραμένει αμετάβλητο κατά τη μετακίνηση του φορτίου κάθετα. Κινείται μόνο το CG του πλοίου, που θα έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση του μετακεντρικού ύψους
, καθώς
, που
, που - το βάρος του μεταφερόμενου φορτίου, kN; - την απόσταση που έχει μετακινηθεί το CG φορτίου στην κατακόρυφη κατεύθυνση, Μ.

Η νέα αξία λοιπόν
, όπου το σύμβολο (+) χρησιμοποιείται κατά τη μετακίνηση του φορτίου προς τα πάνω και το σύμβολο (-) χρησιμοποιείται προς τα κάτω.

Μπορεί να φανεί από τον τύπο ότι η κατακόρυφη κίνηση του φορτίου προς τα πάνω προκαλεί μείωση της πλευρικής σταθερότητας του σκάφους και όταν κινείται προς τα κάτω, η πλευρική σταθερότητα αυξάνεται.

Η αλλαγή στη σταθερότητα είναι ίση με το προϊόν
. Η αλλαγή στην εγκάρσια ευστάθεια θα είναι σχετικά μικρότερη για ένα πλοίο με μεγάλο εκτόπισμα από ό,τι για ένα πλοίο με μικρό, επομένως, σε πλοία με μεγάλο εκτόπισμα, η κίνηση των εμπορευμάτων είναι ασφαλέστερη από ό,τι σε μικρά πλοία.

Εγκάρσια οριζόντια κίνηση του φορτίου.

Μετακίνηση φορτίου από ένα σημείο ακριβώς (Εικ. 2) σε απόσταση θα κάνει το πλοίο να κυλήσει υπό γωνία και η μετατόπιση του CG του προς την κατεύθυνση παράλληλη προς τη γραμμή κίνησης του φορτίου.

Εικ. 2 - Η εμφάνιση μιας ροπής κλίσης κατά την εγκάρσια κίνηση του φορτίου

Γέρνοντας σε μια γωνία , το πλοίο έρχεται σε μια νέα θέση ισορροπίας, τη βαρύτητα του πλοίου , τώρα εφαρμόζεται στο σημείο και τη διατήρηση της εξουσίας
, που εφαρμόζεται στο σημείο , ενεργήστε κατά μήκος μιας κάθετης κάθετης στη νέα ίσαλο γραμμή
.

Η κίνηση του φορτίου οδηγεί στο σχηματισμό μιας ροπής πτέρνας:

,

που - ώμος μετακίνησης φορτίου, Μ.

Ροπή επαναφοράς σύμφωνα με τον μετακεντρικό τύπο σταθερότητας

.

Αφού το πλοίο βρίσκεται σε ισορροπία, λοιπόν
και , από όπου προέρχεται η γωνία της πτέρνας κατά την εγκάρσια κίνηση του φορτίου
. Επειδή η γωνία κύλισης είναι μικρή,
.

Εάν το σκάφος έχει ήδη μια αρχική γωνία πτέρνας, τότε μετά την οριζόντια κίνηση του φορτίου, η γωνία της φτέρνας θα είναι
.

"...Πρόσεχε! τσίριξε ο μονόφθαλμος καπετάνιος. Όμως ήταν ήδη πολύ αργά. Πάρα πολλοί θαυμαστές έχουν συσσωρευτεί στη δεξιά πλευρά του dreadnought του Vasyukin. Έχοντας αλλάξει το κέντρο βάρους, η φορτηγίδα δεν ταλαντώθηκε και αναποδογύρισε σε πλήρη συμφωνία με τους νόμους της φυσικής.

Αυτό το επεισόδιο από την κλασική λογοτεχνία μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ενδεικτικό παράδειγμα απώλεια σταθερότηταςαπό τη μετακίνηση του κέντρου βάρους λόγω της συσσώρευσης επιβατών στη μία πλευρά. Όχι πάντα, δυστυχώς, το θέμα περιορίζεται στο αστείο κολύμπι: η απώλεια σταθερότητας συχνά οδηγεί στο θάνατο του πλοίου και συχνά άνθρωποι, μερικές φορές πολλές εκατοντάδες άτομα ταυτόχρονα (θυμηθείτε την πρόσφατη τραγωδία - ο θάνατος του πλοίου " Βουλγαρία" ... - εκδ. .).

Στην ιστορία της παγκόσμιας ναυπηγικής καταγράφονται πλήθος περιπτώσεων, παρόμοιες με αυτές που συνέβησαν στις αρχές του αιώνα με το αμερικανικό ατμόπλοιο πολλαπλών καταστρωμάτων του ποταμού General Slocum. Οι σχεδιαστές του παρείχαν τα πάντα για τη διευκόλυνση των επιβατών, αλλά δεν έλεγξαν πώς θα συμπεριφερόταν το πλοίο αν και οι 700 κάτοικοί του ανέβαιναν αμέσως στο πάνω κατάστρωμα περιπάτου και ταυτόχρονα πλησίαζαν τη σανίδα για να θαυμάσουν τη θέα...

Η απώλεια σταθερότητας είναι μια από τις πιο κοινές αιτίες ατυχημάτων μικρών σκαφών. Γι' αυτό ο καθένας από τους καπετάνιους, ανεξάρτητα από το πώς μοιάζει το πλοίο του - καγιάκ ή, ας πούμε, σκάφος εκτόπισης, καθένας από αυτούς που αναπαύονται στο νερό πρέπει να έχει μια ιδέα για τους "νόμους της φυσικής". η άγνοια της οποίας στοίχισε ακριβά στον Βασιούκιν. Με άλλα λόγια, για την αξιοπλοΐα ενός σκάφους, που οι ναυπηγοί ονομάζουν σταθερότητα.

Σταθερότητα- αυτή είναι η ικανότητα του σκάφους να αντιστέκεται στη δράση κλίσης εξωτερικών δυνάμεων και να επιστρέφει σε ευθεία θέση μετά τον τερματισμό αυτής της δράσης. Αυτός ο όρος εμφανίστηκε στη χώρα μας τον 18ο αιώνα, όταν η Ρωσία έγινε θαλάσσια δύναμη. σε προέλευση και σημασία, είναι παραλλαγή της κοινής λέξης «αειφορία».

Βρισκόμαστε συνεχώς αντιμέτωποι με τη σταθερότητα της ισορροπίας στην καθημερινότητα. Δεν είναι μυστικό για εμάς ότι μια καρέκλα αναποδογυρίζεται πιο εύκολα από έναν καναπέ. και μια άδεια βιβλιοθήκη είναι πιο ελαφριά από μια γεμάτη βιβλία. Γυρνώντας ένα βαρύ κουτί πάνω από ένα πλευρό, καταβάλλουμε πρώτα τη μεγαλύτερη προσπάθεια, μετά γίνεται πιο εύκολο για εμάς και τέλος, όταν μια γραμμή υπό όρους που τραβιέται κάθετα μέσα από το κέντρο βάρους του κουτιού περνά πάνω από το πλευρό, το κουτί αναποδογυρίζει μόνο του , χωρίς τη συμμετοχή μας. Έχοντας βεβαιωθεί ότι ένα χαμηλό φαρδύ κιβώτιο είναι πιο δύσκολο να περάσει από ένα ψηλό και στενό και ένα βαρύ είναι πιο δύσκολο από ένα ελαφρύ, μπορούμε να καταλήξουμε στο συμπέρασμα ότι η σταθερότητα ενός σώματος σε μια σκληρή επιφάνεια είναι καθορίζεται από το βάρος του και την οριζόντια απόσταση από το κέντρο βάρους έως την άκρη του επιπέδου στήριξης - τον μοχλό ώμου. Όσο περισσότερο βάρος και ώμος, τόσο πιο σταθερό είναι το σώμα.

Αυτός ο απλός νόμος ισχύει και για ένα πλωτό πλοίο, αλλά εδώ το θέμα περιπλέκεται από το γεγονός ότι αντί για στερεά επιφάνεια, το νερό χρησιμεύει ως στήριγμα για το πλοίο που «ανατρέπεται». Κατ' αρχήν, όπως στην περίπτωση που μόλις περιγράφηκε, η σταθερότητα του σκάφους καθορίζεται από το βάρος και τον ώμο του - την αμοιβαία διάταξη των σημείων εφαρμογής δύο δυνάμεων.

Ένα από αυτά είναι το βάρος, δηλαδή η βαρύτητα, που εφαρμόζεται στο κέντρο βάρους του πλοίου (CG) και κατευθύνεται πάντα κάθετα προς τα κάτω.

Το άλλο είναι η δύναμη άνωσης ή δύναμη διατήρησης. Σύμφωνα με το νόμο του Αρχιμήδη για ένα πλωτό σκάφος, αυτή η δύναμη είναι ίση σε μέγεθος με τη βαρύτητα, αλλά κατευθύνεται κατακόρυφα προς τα πάνω. Το σημείο εφαρμογής των δυνάμεων στήριξης που προκύπτουν είναι το υπομόχλιο του πλοίου! Αυτό το σημείο βρίσκεται στο κέντρο του όγκου του κύτους που βυθίζεται στο νερό και ονομάζεται κέντρο άνωσης ή κέντρο μεγέθους(ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ).

Όταν το πλοίο επιπλέει ελεύθερα σε ευθεία θέση, το CV βρίσκεται πάντα στην ίδια κατακόρυφη με το CG και οι ίσες και αντίθετες δυνάμεις που δρουν στο πλοίο εξισορροπούνται. Αλλά τώρα άρχισαν να δρουν στο πλοίο οι δυνάμεις κλίσης. Αυτό δεν είναι απαραίτητα η μετακίνηση των επιβατών. μπορεί να είναι μια ριπή ανέμου ή, αν μιλάμε για γιοτ, μόνο η πίεσή του στα πανιά, ένα απότομο κύμα, ένα τράνταγμα του ρυμουλκούμενου, φυγόκεντρη δύναμη σε μια απότομη κυκλοφορία, η άνοδος ενός λουόμενου από το νερό πάνω το πλάι, κλπ., κ.λπ.

Η δράση της στιγμής αυτής της δύναμης κλίσης, δηλ. στιγμή φτέρνας, γέρνει - κυλάει το πλοίο. Ταυτόχρονα, το CG του σκάφους δεν αλλάζει θέση, εκτός αν, φυσικά, πρόκειται για την ίδια περίπτωση "Vasyukin" και δεν υπάρχουν τέτοια φορτία στο σκάφος που να μπορούν να κινηθούν προς την κατεύθυνση της πλαγιάς. Δεδομένου ότι το πλοίο συνεχίζει να επιπλέει ακόμη και όταν κουνιέται, δηλαδή, ο νόμος του Αρχιμήδη συνεχίζει να λειτουργεί, μια αύξηση του βυθισμένου όγκου στην πλευρά της πλευράς που εισέρχεται στο νερό αντιστοιχεί σε ίση μείωση του βυθισμένου όγκου στην αντίθετη πλευρά αφήνοντας το νερό. Ας μην ξεχνάμε: το βάρος του αγγείου δεν αλλάζει από τη δράση της στιγμής κλίσης. Επομένως, η συνολική τιμή του βυθισμένου όγκου πρέπει να παραμείνει αμετάβλητη!

Λόγω αυτής της ανακατανομής του υποβρύχιου όγκου, η θέση του βιογραφικού αλλάζει - απομακρύνεται προς την κλίση του πλοίου. ως αποτέλεσμα, προκύπτει μια στιγμή δυνάμεων υποστήριξης, που τείνουν να αποκαταστήσουν την άμεση θέση του πλοίου και ως εκ τούτου καλούνται στιγμή αποκατάστασης.

Ενώ το σκάφος διατηρεί σταθερότητα, η ροπή επαναφοράς, που αυξάνεται καθώς αυξάνεται ο κύλινδρος, γίνεται ίση με τη ροπή κλίσης και, καθώς κατευθύνεται προς την αντίθετη κατεύθυνση, «παραλύει» εντελώς τη δράση του. Αυτό σημαίνει ότι εάν το μέγεθος των δυνάμεων κλίσης δεν αλλάξει πλέον, το πλοίο θα συνεχίσει να επιπλέει με μια σταθερή λίστα. εάν η δράση των δυνάμεων κλίσης σταματήσει και δεν υπάρχει στιγμή κλίσης, η στιγμή επαναφοράς θα ισιώσει αμέσως το πλοίο.

Περνώντας στο σχήμα 2, μπορούμε να υποθέσουμε ότι η τιμή της ροπής επαναφοράς που προκύπτει κατά τη διάρκεια ενός κυλίνδρου θα είναι τόσο μεγαλύτερη, τόσο μεγαλύτερη είναι η ώμη - η οριζόντια απόσταση μεταξύ της νέας θέσης του CV και της αμετάβλητης θέσης του CV. γι' αυτό λέγεται ώμος σταθερότητας. Όσο υπάρχει αυτός ο ώμος, η στιγμή επαναφοράς είναι σε ισχύ - το πλοίο διατηρείται , αλλά μόλις ο ώμος εξαφανιστεί με περαιτέρω αύξηση στο ρολό, το βιογραφικό θα βρίσκεται στην ίδια κατακόρυφο με το CG, δεν θα γίνουν περαιτέρω προσπάθειες απαιτείται να ανατραπεί το πλοίο, θα χάσει τη σταθερότητά του - θα ανατραπεί.

Όσο πιο μακριά μπορεί να πάει το κέντρο μεγέθους προς την κατεύθυνση της κλίσης - όσο μεγαλύτερη είναι η ευστάθεια, τόσο πιο δύσκολο είναι να αναποδογυρίσετε το σκάφος, δηλαδή όσο πιο σταθερό είναι. Γι' αυτό ένα φαρδύ σκάφος θα είναι πάντα αισθητά πιο σταθερό από ένα στενό. Σε ένα τεσσάρων κουπιών yal, που έχει πλάτος 1,6 m, οι κωπηλάτες μπορούν να σηκωθούν και να περπατήσουν χωρίς μεγάλο κίνδυνο, αλλά σε ένα ακαδημαϊκό οκτώ πλάτους 0,7 m, αρκεί ένας κωπηλάτης να ακουμπάει πιο δυνατά το πόδι του ή να σηκώνει το κουπί. λίγο πιο πάνω για να προκαλέσει απειλητικό ρολό!

Είναι ιδιαίτερα σημαντικό να έχετε αρκετό πλάτος στα μικρότερα σκάφη. Επηρεάζει σημαντικά τη σταθερότητά τους και την πληρότητα της ίσαλου γραμμής, δηλαδή, ένας δείκτης του ποσοστού του ορθογωνίου, οι πλευρές του οποίου αποτελούνται από μέγιστο μήκος και πλάτος, καταλαμβάνει την περιοχή της τρέχουσας ίσαλου γραμμής. Με άλλα πράγματα, τα σκάφη με μεγαλύτερη πληρότητα ίσαλου γραμμής είναι πάντα πιο σταθερά από εκείνα με αιχμηρές γραμμές νερού στην πλώρη και την πρύμνη.

Η σταθερότητα, ειδικά σε χαμηλές γωνίες κλίσης, εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το σχήμα της γάστρας - από την κατανομή των όγκων του υποβρύχιου τμήματος της γάστρας. Σε τελική ανάλυση, η σταθερότητα καθορίζεται όχι μόνο από το πλάτος της τρέχουσας ίσαλου γραμμής, αλλά από τη θέση του «υπομόγματος» - το κέντρο του πραγματικά βυθισμένου όγκου.

Από την άποψη της ευστάθειας, τα λιγότερο συμφέροντα είναι τα ημικυκλικά τμήματα, τα οποία, σύμφωνα με τις συνθήκες πρόωσης, χρησιμοποιούνται συχνά για πλοία εκτόπισης. κοντά σε ημικυκλικά τμήματα έχουν γάστρα ακαδημαϊκών σκαφών με κωπηλασία, καθώς και σχετικά στενά και μακριά σκάφη που δεν έχουν σχεδιαστεί για ολίσθηση. Το ορθογώνιο τμήμα έχει υψηλότερα χαρακτηριστικά αρχικής σταθερότητας. αυτού του είδους το τμήμα γίνεται σε σκάφη ελάχιστου μήκους - τουζίκ και λεωφορεία με κουμπιά. Εάν, ωστόσο, οι υποβρύχιοι όγκοι επεκταθούν στα πλάγια λόγω μείωσης του βυθίσματος (και του όγκου) στο μεσαίο τμήμα, η σταθερότητα θα ωφεληθεί ακόμη περισσότερο: το κύτος τέτοιων νεότερων μικρών σκαφών γενικής χρήσης όπως, για παράδειγμα, τα Sportiak και Dolphin, έχουν παρόμοιο σχήμα.

Ακολουθώντας την ίδια διαδρομή, μπορείτε να αυξήσετε περαιτέρω τη σταθερότητα κόβοντας τη γάστρα κατά μήκος - κατά μήκος του DP - και τοποθετώντας τα στενά μισά σε κάποιο πλάτος. Έτσι προσεγγίσαμε την ιδέα ενός σκάφους διπλού κύτους, το οποίο ενσωματώνεται τόσο στα σχέδια πλωτών εξοχικών σπιτιών χαμηλής ταχύτητας ή φουσκωτών σχεδιών, όσο και σε αγωνιστικά μοτέρ ή ιστιοπλοϊκά καταμαράν σχεδιασμένα για ταχύτητες ρεκόρ.

Με την αύξηση των γωνιών κλίσης, το σχήμα του επιφανειακού τμήματος της γάστρας στην περιοχή που εισέρχεται στο νερό κατά την κλίση γίνεται όλο και πιο σημαντικό. Ένα καλό παράδειγμα είναι η έλλειψη σταθερότητας ενός κορμού με κυκλική διατομή: με οποιοδήποτε "ρολό" του - περιστροφή γύρω από τον άξονα - δεν εισέρχεται επιπλέον όγκος στο νερό, το σχήμα του βυθισμένου τμήματος και η θέση του βιογραφικού δεν αλλάζει, δεν υπάρχει στιγμή αποκατάστασης.

Για τον ίδιο λόγο, η πάλαι ποτέ μοντέρνα απόφραξη των πλευρών στα μηχανοκίνητα σκάφη είναι επίσης επιβλαβής. Είναι κατανοητό: με την αύξηση του ρολού, το πλάτος της ίσαλο γραμμής όχι μόνο δεν αυξάνεται, αλλά μερικές φορές το αντίστροφο - μειώνεται! Ως εκ τούτου, σε απότομες στροφές, συχνά αναποδογυρίζονταν ο παλιός Καζάνκας, ο οποίος είχε απόφραξη των πλευρών προς τα μέσα στο ήδη αρκετά στενό πίσω μέρος.

Και αντίστροφα: μέτρα που αυξάνουν τη σταθερότητα είναι η κατάρρευση των πλευρών και η στερέωση πρόσθετων στοιχείων άνωσης κατά μήκος των άνω άκρων τους. Η εξήγηση είναι απλή: κατά τη φτέρνα, οι όγκοι εισέρχονται στο νερό ακριβώς εκεί που χρειάζονται περισσότερο για στήριξη - όπου δίνουν μεγάλη μόχλευση. Καταρχήν, ένα πλοίο με φωτοβολίδα στην επιφάνεια και με σχετικά στενή ίσαλο γραμμή συνδυάζει καλή ταχύτητα με υψηλή σταθερότητα. Για παράδειγμα, οι αρχαίες γαλέρες είχαν τέτοιο σχήμα κύτους, όπου, όπως γνωρίζετε, η ισχύς της «κινητήρας» ήταν περιορισμένη και οι απαιτήσεις για ταχύτητα και αξιοπλοΐα ήταν αρκετά υψηλές. Για τον ίδιο σκοπό, δέσμες από ξερά καλάμια δένονταν στα πλαϊνά ελαφρών κοζάκων «γλάρων».

Μάλιστα, την ίδια τεχνική χρησιμοποιούν και οι τουρίστες-ιστιοπλοϊκά μας, στερεώνοντας φουσκωτά μπαλόνια στα πλαϊνά των καγιάκ. Ένα ακόμη πιο αποτελεσματικό μέσο για την αύξηση της σταθερότητας των καγιάκ κατά την ιστιοπλοΐα είναι οι πλευρικοί πλωτήρες που τοποθετούνται σε εγκάρσιες ράβδους. Σε ομοιόμορφη καρίνα, πηγαίνουν πάνω από το νερό και δεν επιβραδύνουν την κίνηση. Όταν η πίεση του ανέμου στο πανί γέρνει το καγιάκ trimaran, ο υπήνεμος πλωτήρας εισέρχεται στο νερό και χρησιμεύει ως πρόσθετο στήριγμα που βρίσκεται πολύ ευνοϊκά - μακριά από το DP.

Διάφορα πλευρικά εξαρτήματα σε ολισθαίνοντα μηχανοκίνητα σκάφη εξυπηρετούν παρόμοιο σκοπό - τα μπουλόνια και τα σπόνον: βελτιώνουν τη σταθερότητα του σκάφους ή του μηχανοκίνητου σκάφους τόσο στο χώρο στάθμευσης όσο και εν κινήσει. Το ίδιο "Kazanka" γίνεται πιο ασφαλές ακόμα και όταν λειτουργεί με το "Whirlwind" λόγω της εγκατάστασης πρόσθετων όγκων άνωσης - πρύμνης μπουλών που εισέρχονται στο νερό όταν η πρύμνη είναι εμφανώς υπερφορτωμένη ή όταν κουνιέται στο πάρκινγκ. Όταν κινείστε ευθεία, η κάτω επιφάνεια εργασίας των μπουλών είναι πάνω από την τρέχουσα ίσαλο γραμμή και με απότομες στροφές επικίνδυνες για το Kazanka, αυτή η επιφάνεια αρχίζει να "λειτουργεί": η υδροδυναμική ανυψωτική δύναμη που σχηματίζεται σε αυτήν κατά την ολίσθηση εμποδίζει την αύξηση του κυλίνδρου. κυκλοφορία.

Αποτελεσματικό μήκος ίσαλου γραμμής, αν και σε μικρότερο βαθμό από το πλάτος, επηρεάζει επίσης σημαντικά τη σταθερότητα των μικρότερων πλοίων. Εδώ είναι μια ενδεικτική περίπτωση. Κάποτε δοκιμάστηκε ένα τμηματικό τουριστικό καγιάκ. Σε μια έκδοση τριών τμημάτων, το σκάφος αποδείχθηκε πολύ «σπορ»: όσοι δεν είχαν εμπειρία στην κωπηλασία «ακαδημαϊκών κοριτσιών» αναποδογύριζαν πάντα κοντά στην ακτή. Ωστόσο, αρκούσε να προστεθεί ένα ακόμη μεσαίο τμήμα μήκους 0,8 μ., καθώς το ίδιο σκάφος έγινε ένα «ήρεμο» τουριστικό σκάφος.

Η σταθερότητα συνδέεται πολύ στενά με μια άλλη αξιόπλοη ​​ποιότητα του σκάφους - την αβύθιση. Τονίζουμε ότι και οι δύο αυτές ιδιότητες και σε μεγάλο βαθμό καθορίζουν το πραγματικό εξάλων. Εάν το ύψος εξάλων είναι χαμηλό, τότε ήδη σε μικρές γωνίες φτέρνας το κατάστρωμα θα εισέλθει στο νερό, το πλάτος της ενεργού ίσαλου θα αρχίσει να μειώνεται και από εκείνη τη στιγμή ο βραχίονας σταθερότητας και η ροπή αποκατάστασης θα αρχίσουν να πέφτουν. Ανοιχτά – χωρίς κατάστρωμα σκάφη, αφού μπουν στο νερό της πάνω άκρης του πλαϊνού, αμέσως γεμίζουν και ανατρέπονται (έτσι έπαθαν οι μη έμπειροι στη θεωρία του πλοίου Βασυουκινίτες!). Είναι σαφές ότι όσο υψηλότερο είναι το ύψος των εξάλων, τόσο μεγαλύτερη είναι η επιτρεπόμενη γωνία πτέρνας, η κρίσιμη τιμή της οποίας ονομάζεται γωνία πλημμύρας.

Ο πιο προφανής δείκτης επικίνδυνης αύξησης στη λίστα και προσέγγισης της γωνίας πλημμύρας είναι η μείωση του ύψους της επιφάνειας στο πλάι του κυλίνδρου του σκάφους. Περιττό να πούμε ότι όσο μικρότερο είναι το σκάφος, τόσο πιο επικίνδυνο θα κυλά, τόσο πιο σημαντικό είναι κάθε εκατοστό του πραγματικού εξάλων! Είναι απολύτως απαράδεκτη η υπέρβαση της χωρητικότητας φόρτωσης του σκάφους που ορίζει ο κατασκευαστής (υπερφόρτωση)! Είναι επικίνδυνο να τοποθετείτε τα φορτία με τέτοιο τρόπο ώστε το σκάφος να κουνιέται ήδη τη στιγμή που φεύγετε από την ακτή: τελικά, αυτό μειώνει αμέσως το πραγματικό ύψος της πλευράς και το περιθώριο ευστάθειας του σκάφους σας!

Δεν είναι τυχαίο ότι μιλάμε για το πραγματικό ύψος του εξάλων. Η ιστορία της "μεγάλης" ναυπηγικής γνωρίζει πολλές περιπτώσεις όπου ολόκληρα και άθικτα πλοία έχασαν τη σταθερότητά τους μόνο λόγω του γεγονότος ότι όταν κουνούσαν κοντά στην επιφάνεια του νερού, αποδείχθηκαν κατά λάθος κάποιες ανοιχτές τρύπες στο πλάι.

Ο ακαδημαϊκός A.P. Krylov λέει μια περίεργη ιστορία. Πριν το πλοίο με 84 πυροβόλα King George πραγματοποιήσει το παρθενικό του ταξίδι (αυτό συνέβη το 1782 στο Πόρτσμουθ), ήταν ειδικά κουμπωμένο για να διορθώσει κάποιου είδους δυσλειτουργία των kingstons. Οι άκρες της κάτω σειράς των ανοιχτών θυρίδων όπλων ήταν ταυτόχρονα μόνο 5-8 cm πάνω από την επιφάνεια του νερού. Ο ανώτερος αξιωματικός, μη συνειδητοποιώντας την επικίνδυνη θέση του πλοίου, όταν ήταν αυτά τα 5-8 εκατοστά, και όχι τα συνηθισμένα 8 μέτρα, που ήταν το πραγματικό ύψος της πλευράς, διέταξε την ομάδα να κληθεί στα όπλα για να σηκώσει το σημαία. Προφανώς, οι ναύτες έτρεχαν κατά μήκος της πλευράς με τακούνια και μια μικρή αύξηση στον κατάλογο ήταν αρκετή για να επιβιβαστεί το πλοίο και να μεταφέρει περισσότερα από 800 άτομα στον πάτο ...

Άρα, οι απαραίτητες προϋποθέσεις για τη σταθερότητα του σκάφους είναι το επαρκές πλάτος και το ύψος της πλευράς του. Ας κάνουμε μια διευκρίνιση τώρα. Το γεγονός είναι ότι η σταθερότητα συνήθως χωρίζεται σε αρχική (εντός γωνίας φτέρνας έως 10-20 °) και σταθερότητα σε υψηλές κλίσεις. Για τα μικρά σκάφη, πρώτα απ 'όλα, το πλάτος και τα χαρακτηριστικά της αρχικής σταθερότητας είναι σημαντικά: η σταθερότητα σε μεγάλες γωνίες της φτέρνας τις περισσότερες φορές "δεν φτάνει", καθώς η γωνία πλημμύρας συνήθως βρίσκεται εντός της αρχικής σταθερότητας. Για μεγαλύτερα αξιόπλοα και κλειστά πλοία, το ύψος εξάλων είναι πιο σημαντικό, παρέχοντας σταθερότητα σε υψηλές κλίσεις.

Τώρα σημειώνουμε μια ακόμη εντελώς προφανή και πρακτικά πολύ σημαντική προϋπόθεση: όσο πιο σταθερό είναι το πλοίο, τόσο χαμηλότερο είναι το κέντρο βάρους του. Όλοι γνωρίζουν τι οφείλουν την υψηλή «σταθερότητά» τους στο roly-poly και στο roly-poly! Από τη δική μας εμπειρία, όλοι γνωρίζουν καλά πώς ένα μικρό σκάφος αρχίζει να ταλαντεύεται όταν σηκώνεται σε αυτό και προσπαθεί να πάει από τη μια όχθη στην άλλη: με την αύξηση του ύψους του CG (ώμος), η ροπή κλίσης αυξάνεται. σημαντικά, αν και το ίδιο το βάρος του ατόμου δεν αλλάζει ...

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο στα ίδια καγιάκ, το πλάτος των οποίων, κατά κανόνα, είναι σε ένα επικίνδυνο ελάχιστο όριο, πρέπει να καθίσετε σχεδόν απευθείας στο κάτω μέρος. Ενα άλλο παράδειγμα. Όταν τοποθετείται ένας ιστός σε ένα τσουκάλι, εμφανίζεται μια δύναμη πίεσης ανέμου στα πανιά που ασκείται σε ένα ορισμένο ύψος. για να αντισταθμιστεί η σημαντική στιγμή της φτέρνας που προκύπτει, είναι απαραίτητο να αυξηθεί η σταθερότητα με τον ίδιο τρόπο - ολόκληρη η ομάδα αλλάζει από τα δοχεία προς τα κάτω.

Και το τρίτο παράδειγμα. Οι συντάκτες της συλλογής γνώρισαν ένα αρκετά στενό διθέσιο σκάφος (βλ. φωτογραφία), σχεδιασμένο για κωπηλασία με μακριά κουπιά. Η οδηγική απόδοση του σκάφους αποδείχτηκε εξαιρετική, αλλά υπήρχε ένα «αλλά»: ενώ ο συγγραφέας του έργου οδηγούσε το σκάφος στο χώρο δοκιμών, είχε ήδη αναποδογυρίσει! Στο νερό βρέθηκαν και οι συντάκτες που δοκίμασαν το σκάφος. Ωστόσο, ήταν αρκετό να χαμηλώσει το ύψος των δοχείων κατά 150 mm - η κατάσταση έχει αλλάξει.

Παρά το αυστηρότερο καθεστώς εξοικονόμησης βάρους, τα πλοία των οποίων η ευστάθεια υπόκειται σε ιδιαίτερα αυστηρές απαιτήσεις, πρέπει να πάρουν ένα «νεκρό βάρος» - έρμα, ειδικά για να μειώσουν την κεντρική θέρμανση. Συνήθως, τα κρουαζιερόπλοια και οι σωσίβιες λέμβους μεταφέρουν μόνιμο συμπαγές έρμα, αγκυροβολημένο τόσο χαμηλά όσο το επιτρέπει ο σχεδιασμός του πλοίου. (Όσο χαμηλότερα μπορείτε να τοποθετήσετε το έρμα, τόσο λιγότερο θα χρειαστεί για να παρέχει ένα ορισμένο ύψος του CG ολόκληρου του πλοίου!) Σε τέτοια πλοία, προσπαθούν να τοποθετήσουν το CG κάτω από το CG. Στη συνέχεια, η μέγιστη τιμή του μοχλού ευστάθειας θα επιτευχθεί με ένα πολύ μεγάλο ρολό - έως 90 ". Για σύγκριση, αρκεί να πούμε ότι τα περισσότερα συμβατικά θαλάσσια σκάφη ανατρέπονται ακόμη και σε ρολό 60-75 °.

Μερικές φορές παίρνουν προσωρινό υγρό έρμα. Έτσι, σε αξιόπλοα μηχανοκίνητα σκάφη και σκάφη με περιγράμματα πυθμένα με καρίνα, η χαμηλή αρχική σταθερότητα στο πάρκινγκ (ρολό) πρέπει συχνά να αντισταθμίζεται με τη μεταφορά νερού σε ειδικές δεξαμενές έρματος στο κάτω μέρος, οι οποίες αδειάζονται αυτόματα κατά τη μετακίνηση.

Είναι πολύ σημαντικό το CG ενός σκάφους με τακούνι να παραμένει στη θέση του: δεν είναι τυχαίο ότι στα ιστιοπλοϊκά όλα τα βαριά αντικείμενα είναι καλά στερεωμένα για να μην κινούνται. Υπάρχουν, ωστόσο, εμπορεύματα που θεωρούνται επικίνδυνα γιατί μπορεί να προκαλέσουν απώλεια σταθερότητας. Αυτά είναι όλα τα είδη χύδην φορτίου - από σιτηρά και αλάτι έως φρέσκα ψάρια, που χύνονται τυχαία προς την κατεύθυνση της κλίσης του πλοίου. (Ακριβώς από τη μετατόπιση χύδην φορτίου - σιτηρών - το τεράστιο τετράστιχο barque Pamir, το τελευταίο μεγάλο φορτηγό ιστιοφόρο με νεκρό βάρος 4500 τόνων, ανατράπηκε και πέθανε κατά τη διάρκεια ενός τυφώνα το 1957!) Το υγρό φορτίο αποτελεί ιδιαίτερο κίνδυνο . Δεν θα μπούμε στα βάθη της θεωρίας του πλοίου, αλλά τονίζουμε ότι σε αυτήν την περίπτωση δεν είναι τόσο το βάρος του υπερχειλισμένου υγρού φορτίου που μειώνει τη σταθερότητα, αλλά ακριβώς την ελεύθερη επιφάνεια του.

Πώς, θα ρωτήσει ο αναγνώστης, τότε τα δεξαμενόπλοια που μεταφέρουν αυτό το επικίνδυνο υγρό φορτίο επιπλέουν στις θάλασσες και τους ωκεανούς; Πρώτον, το κύτος του δεξαμενόπλοιου χωρίζεται από εγκάρσια και διαμήκη αδιαπέραστα διαφράγματα σε ξεχωριστά διαμερίσματα - δεξαμενές και στο επάνω μέρος τους τοποθετούνται τα λεγόμενα διαφράγματα φτερών, «σπάζοντας» επιπλέον την ελεύθερη επιφάνεια (το σπάσιμο σε 2 μέρη μειώνει την επιβλαβή επίδραση στην σταθερότητα κατά 4 φορές). Δεύτερον, οι δεξαμενές είναι πλήρως πλημμυρισμένες.

Για τους ίδιους λόγους, σε ένα σκάφος είναι προτιμότερο να υπάρχουν δύο στενότερες δεξαμενές καυσίμων παρά μία φαρδιά. Όλες οι δεξαμενές εφεδρείας πριν από ένα πέρασμα καταιγίδας πρέπει να γεμίσουν πλήρως (όπως λένε οι ναυτικοί, πρέπει να πιεστούν). Είναι απαραίτητο να περάσετε υγρά με τη σειρά - πρώτα μέχρι το τέλος από τη μία δεξαμενή και μετά από την επόμενη, έτσι ώστε το επίπεδο να είναι ελεύθερο μόνο σε ένα από αυτά.

Ο τρομερός εχθρός των μικρών σκαφών είναι το νερό στο αμπάρι, ακόμα κι αν το συνολικό του βάρος είναι μικρό. Κάποτε ένα νέο σκάφος εργασίας βγήκε για δοκιμή. Στην πρώτη κιόλας στροφή, παρατηρήθηκε ότι το σκάφος παίρνει ένα ασυνήθιστα μεγάλο ρολό κατά τη διάρκεια της κυκλοφορίας και πολύ «απρόθυμα» το αφήνει. Ανοίξαμε την πρύμνη καταπακτή - και είδαμε ότι το νερό περπατούσε στην αιχμή, το οποίο έφτασε εκεί μέσα από μια μόλις αισθητή ρωγμή στη ραφή.

Είναι πολύ σημαντικό να αποστραγγίζετε έγκαιρα τις γάστρες των μικρών σκαφών, να λαμβάνετε μέτρα για να διασφαλίσετε ότι σε γλυκό καιρό το νερό δεν εισέρχεται μέσα από διάφορες τρύπες και διαρροές.

Με κίνδυνο από ανοργάνωτους επιβάτες, ξεκινήσαμε αυτή την κουβέντα για τη σταθερότητα. Τώρα που έχουμε οπλιστεί με κάποια βασική θεωρία, τονίζουμε για άλλη μια φορά την ανάγκη να τηρούνται αυστηρά οι καθιερωμένοι κανόνες συμπεριφοράς σε κάθε μικρό σκάφος. Άλλωστε, κατά λάθος, ένας επιβάτης που επιβιβάζεται σε ένα ελαφρύ μηχανοκίνητο σκάφος είναι μια τεράστια δύναμη τακουνισμού, που είναι σχεδόν το 1/5 του εκτοπίσματος του πλοίου! Και δύο επιβάτες που αποφάσισαν να περάσουν ταυτόχρονα στο Progress-4 με τιμονιέρα αποτελούν πραγματική απειλή για την ανατροπή του πλοίου (δύο τέτοιες περιπτώσεις με τραγική κατάληξη σημειώθηκαν στο Καλίνιν το περασμένο καλοκαίρι).

Όταν προσκαλείτε επισκέπτες στο «καταδρομικό» σας, καθοδηγήστε τους ευγενικά αλλά αποφασιστικά, εξοικειώστε τους με τους υπάρχοντες κανόνες ασφαλείας. Στα μικρότερα πλοία, μερικές φορές είναι αδύνατο να σταθείς σε όλο σου το ύψος και να μετακινηθείς από μέρος σε μέρος, και οι άνθρωποι μπορεί να μην το γνωρίζουν αυτό!

Μέχρι στιγμής ειπώθηκε ότι η θέση του DH δεν πρέπει να αλλάξει. Υπάρχει, ωστόσο, μια πολυάριθμη κατηγορία αθλητικών σκαφών για τα οποία η ολόπλευρη κίνηση του CG προς την αντίθετη κατεύθυνση από το ρολό είναι η πιο σημαντική προϋπόθεση για την επίτευξη υψηλών αποτελεσμάτων. Μιλάμε για την κλίση ελαφρών αγωνιστικών λέμβων και καταμαράν, και ενίοτε κρουαζιερόπλοιων και αγωνιστικών γιοτ. Κρεμασμένος στη θάλασσα με τη βοήθεια ενός τραπεζοειδούς, ο αθλητής σπρώχνει το CG με το βάρος του και αυξάνει τον βραχίονα σταθερότητας, γεγονός που καθιστά δυνατή τη μείωση της κύλισης και ακόμη και την αποφυγή ανατροπής ...

Τέλος, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι ακόμη και ένα πλοίο που είναι σταθερό σε ορισμένες συνθήκες μπορεί να μην είναι αρκετά σταθερό σε άλλες. Η ευστάθεια μπορεί να διαφέρει, ιδιαίτερα όταν είναι σταματημένο και κατά την οδήγηση. Επομένως, πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη σταθερότητα λειτουργίας. Για παράδειγμα, ένα σκάφος εκτοπίσματος, το οποίο στο πάρκινγκ δεν αντιδρά καν σε έναν επιβάτη που κάθεται στο πλάι, όταν πλέει στα κύματα, αρχίζει ξαφνικά να κυλά προς την κατεύθυνση του. Αποδεικνύεται ότι το σκάφος, όπως ήταν, «κρέμεται», ακουμπώντας την πρύμνη και την πλώρη του στις κορυφές δύο παρακείμενων κυμάτων, και λόγω του γεγονότος ότι ολόκληρο το μεσαίο τμήμα του, το ευρύτερο, βρίσκεται στην κοιλότητα του κύματος, η πληρότητα της ήδη γνωστής μας ίσαλου γραμμής μειώθηκε και η σταθερότητα μειώθηκε αμέσως .

Στα πλανίσματα μηχανοκίνητων σκαφών, κατά κανόνα αυξάνονται οι σημαντικές υδροδυναμικές δυνάμεις που προκύπτουν κατά την κίνηση για τη διατήρηση της σταθερότητας. Ωστόσο, μπορούν επίσης να προκαλέσουν ανατροπή: για παράδειγμα, όταν στρίβετε πολύ απότομα, μια αλλαγή στην κατεύθυνση της αναστολής της έλικας και μια απότομη αύξηση (λόγω μετατόπισης) της πίεσης στο εξωτερικό ζυγωματικό για να στρίψει, δημιουργούν ένα επικίνδυνο ζεύγος δυνάμεων, το οποίο συχνά γυρίζει το σκάφος από την εξωτερική πλευρά για να στρίψει.

Τέλος, οι ναυπηγοί αναλύουν χωριστά περιπτώσεις δυναμικής εφαρμογής δυνάμεων κλίσης (υπάρχει επίσης μια ειδική έννοια - δυναμική σταθερότητα): με μια ξαφνική και βραχυπρόθεσμη εφαρμογή μεγάλων εξωτερικών φορτίων, η συμπεριφορά του σκάφους μπορεί να είναι εντελώς διαφορετική από τα κλασικά σχήματα στατικής ευστάθειας. Γι' αυτό, σε συνθήκες καταιγίδας, με τις δυσμενείς δυναμικές επιδράσεις μιας κρούσης καταιγισμού και κυμάτων, ανατρέπονται φαινομενικά απόλυτα σταθερά γιοτ, ειδικά σχεδιασμένα για ιστιοπλοΐα στις πιο σοβαρές συνθήκες του ωκεανού. (Τα γιοτ του Chichester, του Baranovsky, του Lewis και άλλων μοναχικών τολμηρών αναποδογύρισαν! Εδώ η λεπτότητα είναι ότι οι ναυπηγοί το προέβλεψαν και αυτό: τα γιοτ αμέσως σηκώθηκαν σε μια ομοιόμορφη καρίνα και έγιναν ξανά σταθερά.)

Φυσικά, οι μηχανικοί δεν είναι ικανοποιημένοι με εκτιμήσεις όπως "αυτό το πλοίο είναι σταθερό και αυτό δεν είναι πολύ". οι ναυπηγοί χαρακτηρίζουν τη σταθερότητα με ακριβείς τιμές, οι οποίες θα συζητηθούν σε επόμενο άρθρο.

Κατά τον σχεδιασμό οποιουδήποτε σκάφους, είτε πρόκειται για supertanker είτε για κωπηλασία, οι σχεδιαστές κάνουν ειδικούς υπολογισμούς ευστάθειας και όταν το σκάφος δοκιμάζεται, ελέγχεται πρώτα η συμμόρφωση της πραγματικής ευστάθειας με το σχέδιο. Προκειμένου να υπάρχει εγγύηση ότι η σταθερότητα οποιουδήποτε νέου πλοίου κατά την κανονική αρμόδια λειτουργία του στις συνθήκες για τις οποίες έχει σχεδιαστεί είναι επαρκής, τηρώντας οργανώσεις όπως το Μητρώο της ΕΣΣΔ εκδίδουν ειδικά Πρότυπα σταθερότηταςκαι στη συνέχεια να παρακολουθεί τη συμμόρφωσή τους. Οι σχεδιαστές που δημιουργούν ένα έργο πλοίου εκτελούν όλους τους υπολογισμούς, καθοδηγούμενοι από αυτά τα πρότυπα σταθερότητας, ελέγχουν εάν το μελλοντικό πλοίο θα ανατραπεί υπό την επίδραση κυμάτων και ανέμου. Φυσικά, επιβάλλονται πρόσθετες απαιτήσεις σε ορισμένους τύπους σκαφών. Έτσι, τα επιβατηγά πλοία ελέγχονται πλέον για περιπτώσεις συσσώρευσης όλων των επιβατών στη μία πλευρά, ακόμη και όταν κουνούν για κυκλοφορία (σε αυτή την περίπτωση, η γωνία της φτέρνας δεν πρέπει να υπερβαίνει τη γωνία με την οποία το κατάστρωμα εισέρχεται στο νερό και την τιμή του 12 °). Τα ρυμουλκά ελέγχονται για τη δράση ενός τραντάγματος του ρυμουλκού και τα ρυμουλκά ποταμού για τη στατική επίδραση του ρυμουλκού.

Τα αποτελέσματα των υπολογισμών, μαζί με την οδηγία προς τον καπετάνιο του πλοίου, καταγράφονται σε ένα από τα σημαντικότερα έγγραφα του πλοίου, που ονομάζεται «Πληροφορίες για τη σταθερότητα του πλοίου».

Για τα μικρά σκάφη, το River Register αναγνωρίζει επίσης δοκιμές πλήρους κλίμακας του μολύβδου πλοίου που πραγματοποιούνται σύμφωνα με ειδικό πρόγραμμα. Αυτές οι δοκιμές ενδέχεται, σε αμφίβολες περιπτώσεις, να αντικαταστήσουν τους αντίστοιχους υπολογισμούς.

Ο μικρός στόλος αναψυχής, που ελέγχεται από ναυσιπλοΐα και τεχνικές επιθεωρήσεις, δεν έχει ακόμη αρκετά σαφή και απλά πρότυπα ευστάθειας. Η αξιοπλοΐα τέτοιων σκαφών τυποποιείται κυρίως με τον καθορισμό ενός ελάχιστου ύψους εξάλων και μιας αναλογίας μήκους προς πλάτος (από 2,3 σε 1). Ανάλογα με το ύψος του εξάλων, το NTI (τώρα GIMS) χωρίζει τα μικρά σκάφη σε τρεις κατηγορίες: η πρώτη - με ύψος εξάλων τουλάχιστον 250 mm. το δεύτερο - όχι λιγότερο από 350 mm. το τρίτο - τουλάχιστον 500 mm.

Οι οδηγίες που παρέχονται με εμπορικά μικρά σκάφη συνήθως περιέχουν βασικές συστάσεις για τη διατήρηση της σταθερότητας. Κάθε ερασιτέχνης πλοηγός εισάγεται στους κανόνες ασφαλείας πριν του εκδώσει πιστοποιητικό για το δικαίωμα να διευθύνει το σκάφος.

E. A. Morozov, "KiYa", 1978

Στείλτε την καλή σας δουλειά στη βάση γνώσεων είναι απλή. Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα

Φοιτητές, μεταπτυχιακοί φοιτητές, νέοι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τη βάση γνώσεων στις σπουδές και την εργασία τους θα σας είναι πολύ ευγνώμονες.

Φιλοξενείται στο http://www.allbest.ru/

Αρχική ευστάθεια πλοίου

1. Γενική έννοια της σταθερότητας

Σταθερότητα είναι η ικανότητα ενός πλοίου να αντιστέκεται σε δυνάμεις που το αποκλίνουν από τη θέση ισορροπίας του και να επιστρέφει στην αρχική του θέση ισορροπίας μετά τον τερματισμό αυτών των δυνάμεων.

Οι συνθήκες ισορροπίας του σκάφους δεν επαρκούν για να επιπλέει συνεχώς σε μια δεδομένη θέση σε σχέση με την επιφάνεια του νερού. Είναι επίσης απαραίτητο η ισορροπία του σκάφους να είναι σταθερή. Η ιδιότητα, που στη μηχανική ονομάζεται ευστάθεια της ισορροπίας, στη θεωρία του πλοίου συνήθως ονομάζεται ευστάθεια. Έτσι, η άνωση παρέχει τις συνθήκες για τη θέση ισορροπίας του σκάφους με μια δεδομένη προσγείωση και τη σταθερότητα - τη διατήρηση αυτής της θέσης.

Η σταθερότητα του σκάφους αλλάζει με την αύξηση της γωνίας κλίσης και σε μια ορισμένη τιμή χάνεται εντελώς. Ως εκ τούτου, φαίνεται σκόπιμο να μελετηθεί η ευστάθεια του πλοίου σε μικρές (θεωρητικά απειροελάχιστες) αποκλίσεις από τη θέση ισορροπίας με H = 0, W = 0, και στη συνέχεια να προσδιοριστούν τα χαρακτηριστικά της ευστάθειάς του, τα επιτρεπόμενα όριά τους σε μεγάλες κλίσεις.

Συνηθίζεται να γίνεται διάκριση μεταξύ της ευστάθειας ενός σκάφους σε μικρές γωνίες κλίσης (αρχική ευστάθεια) και της ευστάθειας σε μεγάλες γωνίες κλίσης.

Όταν εξετάζουμε μικρές κλίσεις, είναι δυνατό να γίνουν ορισμένες υποθέσεις που καθιστούν δυνατή τη μελέτη της αρχικής σταθερότητας του σκάφους στο πλαίσιο της γραμμικής θεωρίας και τη λήψη απλών μαθηματικών εξαρτήσεων των χαρακτηριστικών του. Η σταθερότητα του σκάφους σε μεγάλες γωνίες κλίσης μελετάται χρησιμοποιώντας μια εκλεπτυσμένη μη γραμμική θεωρία. Όπως είναι φυσικό, η ιδιότητα ευστάθειας του πλοίου είναι ενιαία και η αποδεκτή διαίρεση είναι καθαρά μεθοδολογική.

Κατά τη μελέτη της ευστάθειας ενός σκάφους, οι κλίσεις του λαμβάνονται υπόψη σε δύο αμοιβαία κάθετα επίπεδα - εγκάρσια και διαμήκη. Όταν το σκάφος έχει κλίση στο εγκάρσιο επίπεδο, που καθορίζεται από τις γωνίες της πτέρνας, μελετάται η εγκάρσια σταθερότητά του. με κλίσεις στο διάμηκες επίπεδο, που καθορίζονται από τις γωνίες της επένδυσης, μελετήστε τη διαμήκη σταθερότητά του.

Εάν η κλίση του σκάφους συμβαίνει χωρίς σημαντικές γωνιακές επιταχύνσεις (άντληση υγρού φορτίου, αργή ροή νερού στο διαμέρισμα), τότε η σταθερότητα ονομάζεται στατική.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι δυνάμεις που γέρνουν το σκάφος δρουν ξαφνικά, προκαλώντας σημαντικές γωνιακές επιταχύνσεις (σύγκρουση ανέμου, κύμα κυμάτων κ.λπ.). Σε τέτοιες περιπτώσεις, λαμβάνεται υπόψη η δυναμική σταθερότητα.

Η σταθερότητα είναι μια πολύ σημαντική ναυτική ιδιότητα ενός σκάφους. μαζί με την άνωση, εξασφαλίζει την πλοήγηση του σκάφους σε μια δεδομένη θέση σε σχέση με την επιφάνεια του νερού, η οποία είναι απαραίτητη για την εξασφάλιση της πρόωσης και των ελιγμών. Η μείωση της ευστάθειας του πλοίου μπορεί να προκαλέσει κύλιση και περικοπή έκτακτης ανάγκης και η πλήρης απώλεια ευστάθειας μπορεί να προκαλέσει την ανατροπή του.

Προκειμένου να αποφευχθεί μια επικίνδυνη μείωση της ευστάθειας του πλοίου, όλα τα μέλη του πληρώματος πρέπει:

Έχετε πάντα μια σαφή ιδέα για τη σταθερότητα του πλοίου.

Γνωρίστε τους λόγους που μειώνουν τη σταθερότητα.

Να γνωρίζει και να μπορεί να εφαρμόζει όλα τα μέσα και μέτρα για τη διατήρηση και την αποκατάσταση της σταθερότητας.

2. Ίσες ογκομετρικές κλίσεις του αγγείου. Θεώρημα Euler

Η σταθερότητα ενός σκάφους μελετάται κάτω από τις λεγόμενες κλίσεις ίσου όγκου, στις οποίες το μέγεθος του υποβρύχιου όγκου παραμένει αμετάβλητο και μόνο το σχήμα του υποβρύχιου τμήματος του σκάφους αλλάζει.

Ας εισαγάγουμε τους κύριους ορισμούς που σχετίζονται με τις κλίσεις των πλοίων:

Ο άξονας κλίσης είναι η γραμμή τομής των επιπέδων δύο υδάτινων γραμμών.

Το επίπεδο κλίσης είναι ένα επίπεδο κάθετο στον άξονα κλίσης, που διέρχεται από το CV που αντιστοιχεί στην αρχική θέση της ισορροπίας του πλοίου.

Η γωνία κλίσης - η γωνία περιστροφής του σκάφους γύρω από τον άξονα κλίσης (η γωνία μεταξύ των επιπέδων των ίσαλων γραμμών), μετρούμενη στο επίπεδο κλίσης.

Ίσος όγκος υδατογραμμές - υδατογραμμές που, όταν το σκάφος έχει κλίση, κόβουν σφηνοειδείς όγκους ίσου μεγέθους, εκ των οποίων ο ένας, όταν το σκάφος έχει κλίση, εισέρχεται στο νερό και ο άλλος φεύγει από το νερό.

Ρύζι. 1. Εξέταση του θεωρήματος του Euler

Με μια γνωστή αρχική ίσαλο γραμμή, το θεώρημα του Euler χρησιμοποιείται για την κατασκευή μιας ίσαλου όγκου με αυτήν. Σύμφωνα με αυτό το θεώρημα, με μια απείρως μικρή κλίση του σκάφους, τα επίπεδα ίσου όγκου ίσου όγκου τέμνονται κατά μήκος μιας ευθείας που διέρχεται από το κοινό τους γεωμετρικό κέντρο (κέντρο βάρους) ή ο άξονας μιας απείρως μικρής κλίσης ίσου όγκου διέρχεται από το γεωμετρικό κέντρο της περιοχής της αρχικής ίσαλου γραμμής.

Το θεώρημα του Euler μπορεί επίσης να εφαρμοστεί σε πεπερασμένες μικρές κλίσεις με το μικρότερο σφάλμα, τόσο μικρότερη είναι η γωνία κλίσης.

Υποτίθεται ότι η επαρκής ακρίβεια για εξάσκηση παρέχεται στις κλίσεις And 1012 0 και Sh 23 0 . Μέσα σε αυτές τις γωνίες λαμβάνεται υπόψη η αρχική σταθερότητα του σκάφους.

Όπως γνωρίζετε, όταν το πλοίο πλέει χωρίς ρολό και με περικοπή κοντά στο μηδέν, η τεταγμένη του γεωμετρικού κέντρου της περιοχής ίσαλου γραμμής y f = 0 και η τετμημένη x f 0. Επομένως, σε αυτή την περίπτωση, μπορούμε να υποθέσουμε ότι ο άξονας της εγκάρσιας κλίσης μικρού ίσου όγκου βρίσκεται στο DP και ο άξονας της διαμήκους κλίσης μικρού ίσου όγκου είναι κάθετος στο DP και μετατοπίζεται από το τετράγωνο. μεσαίο τμήμα - πλαίσιο σε απόσταση x f (Εικ. 1).

Η τιμή x f είναι συνάρτηση του βυθίσματος d του πλοίου. Παρουσιάζεται η εξάρτηση x f (d) από τις καμπύλες των στοιχείων του θεωρητικού σχεδίου.

Όταν το σκάφος έχει κλίση σε αυθαίρετο επίπεδο, ο άξονας ίσων κλίσεων όγκου θα διέρχεται επίσης από το γεωμετρικό κέντρο (κέντρο βάρους) της περιοχής της ίσαλου γραμμής.

3. Μετακέντρα και μετακεντρικές ακτίνες

Ας υποθέσουμε ότι το πλοίο από την αρχική θέση χωρίς τακούνι και επένδυση κάνει εγκάρσιες ή διαμήκεις κλίσεις ίσου όγκου. Στην περίπτωση αυτή, το επίπεδο των διαμήκων κλίσεων θα είναι ένα κατακόρυφο επίπεδο που συμπίπτει με το DP και το επίπεδο των εγκάρσιων κλίσεων θα είναι ένα κατακόρυφο επίπεδο που συμπίπτει με το επίπεδο του πλαισίου που διέρχεται από το CV.

Εγκάρσιες κλίσεις

Στην όρθια θέση του πλοίου, το CV βρίσκεται στο DP (σημείο C) και η γραμμή δράσης της δύναμης άνωσης rV βρίσκεται επίσης στο DP (Εικ. 2). Με την εγκάρσια κλίση του σκάφους σε γωνία I, το σχήμα του βυθισμένου όγκου αλλάζει, το CV κινείται προς την κατεύθυνση της κλίσης από το σημείο C στο σημείο C I και η γραμμή δράσης της δύναμης άνωσης θα είναι κεκλιμένη στο DP. σε γωνία Ι.

Το σημείο τομής των γραμμών δράσης της δύναμης άνωσης σε μια απείρως μικρή εγκάρσια κλίση ίσου όγκου του πλοίου ονομάζεται εγκάρσιο μετακέντρο (σημείο m στο Σχ. 2). Η ακτίνα καμπυλότητας της τροχιάς του CV r (η ανύψωση του εγκάρσιου μετακέντρου πάνω από το CV) ονομάζεται εγκάρσια μετακεντρική ακτίνα.

Στη γενική περίπτωση, η τροχιά CV είναι μια σύνθετη χωρική καμπύλη, και κάθε γωνία κλίσης αντιστοιχεί στη δική της θέση του μετακέντρου (Εικ. 3). Ωστόσο, για μικρές κλίσεις ίσου όγκου, με γνωστή προσέγγιση, μπορούμε να υποθέσουμε ότι η τροχιά

Το CV βρίσκεται στο επίπεδο κλίσης και είναι ένα τόξο κύκλου με κέντρο το σημείο m. Έτσι, μπορούμε να υποθέσουμε ότι στη διαδικασία μιας μικρής εγκάρσιας κλίσης ίσου όγκου του πλοίου από ευθεία θέση, το εγκάρσιο μετακέντρο βρίσκεται στο DP και δεν αλλάζει τη θέση του (r = const).

Ρύζι. 2. Κίνηση βιογραφικού σε χαμηλές κλίσεις

Ρύζι. 3. Κίνηση βιογραφικού σε υψηλές κλίσεις

Ρύζι. 4. Στην παραγωγή της έκφρασης για την εγκάρσια μετακεντρική ακτίνα

Η έκφραση για την εγκάρσια μετακεντρική ακτίνα r προκύπτει από τη συνθήκη ότι ο άξονας της μικρής εγκάρσιας κλίσης ίσου όγκου του πλοίου βρίσκεται στο DP και ότι με τέτοια κλίση, ο σφηνοειδές όγκος v είναι, λες, μεταφέρεται από την πλευρά που έχει αφήσει το νερό στην πλευρά που έχει μπει στο νερό (Εικ. 4).

Σύμφωνα με το γνωστό θεώρημα της μηχανικής, όταν κινείται ένα σώμα που ανήκει σε ένα σύστημα σωμάτων, το κέντρο βάρους ολόκληρου του συστήματος θα κινείται προς την ίδια κατεύθυνση παράλληλα με την κίνηση του σώματος και αυτές οι κινήσεις είναι αντιστρόφως ανάλογες με τις δυνάμεις βαρύτητας του σώματος και του συστήματος, αντίστοιχα. Αυτό το θεώρημα μπορεί επίσης να επεκταθεί στους όγκους ομογενών σωμάτων. Σημαίνω:

C C I - μετατόπιση CV (γεωμετρικό κέντρο όγκου V),

β - μετατόπιση του γεωμετρικού κέντρου του σφηνοειδούς όγκου v. Στη συνέχεια, σύμφωνα με το θεώρημα

από: C C I =

Για το στοιχείο μήκους δοχείου dx, υποθέτοντας ότι ο σφηνοειδές όγκος έχει σχήμα τριγώνου στο επίπεδο του πλαισίου, λαμβάνουμε:

ή σε χαμηλή γωνία

Αν μέχρι, τότε:

dv b = y 3 ΚΑΙ dx.

Ενσωματώνοντας, παίρνουμε:

v b = AND y 3 dx, ή:

όπου J x = ydx είναι η ροπή αδράνειας της περιοχής της ίσαλου γραμμής σε σχέση με τον διαμήκη κεντρικό άξονα.

Τότε η έκφραση για τη μετακίνηση του βιογραφικού θα μοιάζει με αυτό:

Όπως φαίνεται από το σχ. 5, σε μικρή γωνία Και

C C I r I

Συγκρίνοντας τις εκφράσεις, βρίσκουμε ότι η εγκάρσια μετακεντρική ακτίνα:

r=

Εφαρμογή του εγκάρσιου μετακέντρου:

z m = z c + r = z c +

Διαμήκεις κλίσεις

Ρύζι. 6. Στην παραγωγή της έκφρασης για τη διαμήκη μετακεντρική ακτίνα

Κατ' αναλογία με τις εγκάρσιες κλίσεις, το σημείο τομής των γραμμών δράσης της δύναμης άνωσης σε μια απείρως μικρή διαμήκη κλίση ίσου όγκου του πλοίου ονομάζεται διαμήκη μετακέντρο (σημείο Μ στο Σχ. 6). Η ανύψωση του διαμήκους μετακεντρικού πάνω από το CV ονομάζεται διαμήκης μετακεντρική ακτίνα. Η τιμή της διαμήκους ακτίνας καθορίζεται από την έκφραση:

R = ,

όπου J yf είναι η ροπή αδράνειας της περιοχής της ίσαλου γραμμής σε σχέση με τον εγκάρσιο κεντρικό άξονα.

Εφαρμογή του διαμήκους μετακέντρου:

z m = z c + R = z c +

Δεδομένου ότι η περιοχή της ίσαλου γραμμής είναι επιμήκης κατά τη διαμήκη κατεύθυνση, το J yf είναι πολύ μεγαλύτερο από το J x και, κατά συνέπεια, το R είναι πολύ μεγαλύτερο από το r. Η τιμή του R είναι 1 2 μήκη πλοίου.

Οι μετακεντρικές ακτίνες και οι εφαρμογές των μετακέντρων είναι, όπως θα φανεί από την παρακάτω συζήτηση, σημαντικά χαρακτηριστικά της ευστάθειας του πλοίου. Οι τιμές τους προσδιορίζονται κατά τον υπολογισμό των στοιχείων του βυθισμένου όγκου και για ένα πλοίο που επιπλέει χωρίς τακούνι και επένδυση, αντιπροσωπεύονται από τις καμπύλες J x (d), J yf (d), r (d), R (d ) στο σχέδιο των στοιχείων καμπύλης του θεωρητικού σχεδίου.

4. Η κατάσταση της αρχικής ευστάθειας του πλοίου

μετακεντρικά ύψη

Ας βρούμε την συνθήκη υπό την οποία ένα πλοίο που επιπλέει σε ισορροπία χωρίς τακούνι και φτέρνα θα έχει αρχική σταθερότητα. Υποθέτουμε ότι τα φορτία δεν μετατοπίζονται όταν το πλοίο έχει κλίση και το CG του πλοίου παραμένει στο σημείο που αντιστοιχεί στην αρχική θέση.

Όταν το σκάφος έχει κλίση, η δύναμη της βαρύτητας P και οι δυνάμεις άνωσης rV σχηματίζουν ένα ζεύγος, η ροπή του οποίου επιδρά στο σκάφος με συγκεκριμένο τρόπο. Η φύση αυτής της επίδρασης εξαρτάται από τη σχετική θέση του CG και του μετακέντρου.

Ρύζι. 6. Πρώτη περίπτωση ευστάθειας αγγείου

Υπάρχουν τρεις τυπικές περιπτώσεις της κατάστασης του σκάφους για τις οποίες η πρόσκρουση σε αυτό της ροπής των δυνάμεων P και rV είναι ποιοτικά διαφορετική. Εξετάστε τα στο παράδειγμα των εγκάρσιων κλίσεων.

1η περίπτωση (Εικ. 6) - το μετακέντρο βρίσκεται πάνω από το CG, δηλ. z m > z g . Σε αυτή την περίπτωση, είναι δυνατή μια διαφορετική θέση του κέντρου μεγέθους σε σχέση με το κέντρο βάρους.

I. Στην αρχική θέση, το κέντρο μεγέθους (σημείο C 0) βρίσκεται κάτω από το κέντρο βάρους (σημείο G) (Εικ. 6, α), αλλά όταν έχει κλίση, το κέντρο μεγέθους μετατοπίζεται προς την κατεύθυνση της κλίσης έτσι πολύ ότι το μετακέντρο (σημείο m) βρίσκεται πάνω από τη βαρύτητα του κέντρου του πλοίου. Η ροπή των δυνάμεων P και rV τείνει να επαναφέρει το πλοίο στην αρχική του θέση ισορροπίας και επομένως είναι σταθερό. Μια παρόμοια διάταξη των σημείων m, G και C 0 βρίσκεται στα περισσότερα πλοία.

II. Στην αρχική θέση, το κέντρο μεγέθους (σημείο C 0) βρίσκεται πάνω από το κέντρο βάρους (σημείο G) (Εικ. 6, β). Όταν το πλοίο έχει κλίση, η προκύπτουσα ροπή των δυνάμεων P και rV ευθυγραμμίζει το πλοίο και επομένως είναι σταθερό. Σε αυτή την περίπτωση, ανεξάρτητα από το μέγεθος της μετατόπισης του κέντρου μεγέθους κατά την κλίση, ένα ζεύγος δυνάμεων τείνει πάντα να ισιώσει το πλοίο. Αυτό συμβαίνει επειδή το σημείο G βρίσκεται κάτω από το σημείο C 0 . Μια τόσο χαμηλή θέση του κέντρου βάρους, που παρέχει άνευ όρων σταθερότητα στα πλοία, είναι δύσκολο να εφαρμοστεί εποικοδομητικά. Μια τέτοια διάταξη του κέντρου βάρους μπορεί να βρεθεί ιδιαίτερα σε ιστιοπλοϊκά γιοτ.

Ρύζι. 7. Δεύτερη και τρίτη περίπτωση ευστάθειας αγγείου

2η περίπτωση (Εικ. 7, α) - το μετακέντρο βρίσκεται κάτω από το CG, δηλ. 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.

3η περίπτωση (Εικ. 7, β) - το μετακέντρο συμπίπτει με το CG, δηλ. z m = z g . Σε αυτή την περίπτωση, όταν το πλοίο έχει κλίση, οι δυνάμεις P και rV συνεχίζουν να ενεργούν κατά μήκος της ίδιας κατακόρυφου, η ροπή τους είναι ίση με μηδέν - το πλοίο θα βρίσκεται σε κατάσταση ισορροπίας στη νέα θέση. Στη μηχανική, αυτή είναι μια περίπτωση αδιάφορης ισορροπίας.

Από την άποψη της θεωρίας του πλοίου, σύμφωνα με τον ορισμό της ευστάθειας του πλοίου, το πλοίο είναι σταθερό στην 1η περίπτωση και όχι σταθερό στην 2η και 3η περίπτωση.

Άρα, προϋπόθεση για την αρχική σταθερότητα του αγγείου είναι η θέση του μετακέντρου πάνω από το CG. Ένα σκάφος είναι εγκάρσια σταθερό αν

και τη διαμήκη σταθερότητα, αν

Ως εκ τούτου, η φυσική έννοια του μετακέντρου γίνεται σαφής. Αυτό το σημείο είναι το όριο στο οποίο μπορεί να ανυψωθεί το κέντρο βάρους χωρίς να στερηθεί από το πλοίο η θετική αρχική ευστάθεια.

Η απόσταση μεταξύ του μετακεντρικού και του CG του πλοίου στο W = I = 0 ονομάζεται αρχικό μετακεντρικό ύψος ή απλά μετακεντρικό ύψος. Το εγκάρσιο και το διαμήκη επίπεδο κλίσης του σκάφους αντιστοιχούν αντίστοιχα στα εγκάρσια h και διαμήκη H μετακεντρικά ύψη. Είναι προφανές ότι

h = z m - z g και H = z m - z g, ή

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

h = r - b και H = R - b,

όπου b \u003d z g - z c είναι η ανύψωση του CG πάνω από το CG.

Όπως μπορείτε να δείτε, το h και το H διαφέρουν μόνο σε μετακεντρικές ακτίνες, επειδή b είναι η ίδια τιμή.

Επομένως, το H είναι πολύ μεγαλύτερο από το h.

b \u003d (1%) R, επομένως, στην πράξη, πιστεύεται ότι το H \u003d R.

5. Μετακεντρικόφόρμουλες σταθερότητας και πρακτική εφαρμογή τους

Όπως θεωρήθηκε, όταν το σκάφος γέρνει, ενεργεί ένα ζεύγος δυνάμεων, η ροπή των οποίων χαρακτηρίζει τον βαθμό ευστάθειας.

Σε μικρές κλίσεις ίσου όγκου του δοχείου στο εγκάρσιο επίπεδο (Εικ. 8) (το CV κινείται στο επίπεδο κλίσης), η εγκάρσια ροπή επαναφοράς μπορεί να αναπαρασταθεί με την έκφραση

m I \u003d P \u003d gV,

όπου ο βραχίονας ροπής \u003d l Και ονομάζεται πλευρικός βραχίονας ευστάθειας.

Από το ορθογώνιο τρίγωνο mGK βρίσκουμε ότι

l Και \u003d h αμαρτίαΚαι, τότε:

m I \u003d P h sinI \u003d gV h sinI

Ή, λαμβάνοντας υπόψη τις μικρές τιμές του And και λαμβάνοντας το sinII 0 /57,3, παίρνουμε τον μετακεντρικό τύπο για πλευρική σταθερότητα:

m Και \u003d gV h Και 0 / 57,3

Λαμβάνοντας υπόψη κατ' αναλογία την κλίση του σκάφους στο διάμηκες επίπεδο (Εικ. 8), είναι εύκολο να ληφθεί ο μετακεντρικός τύπος για τη διαμήκη σταθερότητα:

M W \u003d P l W \u003d gV H αμαρτία W \u003d gV H W 0 / 57,3,

όπου M W είναι η διαμήκης ροπή επαναφοράς και l W είναι ο ώμος της διαμήκους ευστάθειας.

Ρύζι. 8. Πλάγια κλίση του αγγείου

Στην πράξη χρησιμοποιείται ο συντελεστής ευστάθειας, ο οποίος είναι το γινόμενο της μετατόπισης κατά το μετακεντρικό ύψος.

Συντελεστής πλευρικής σταθερότητας

K I \u003d gV h \u003d P h

Συντελεστής διαμήκους ευστάθειας

K W \u003d gV H \u003d P H

Λαμβάνοντας υπόψη τους συντελεστές σταθερότητας, οι μετακεντρικοί τύποι θα λάβουν τη μορφή

m I \u003d K I I 0 / 57,3,

M W \u003d K W W 0 / 57,3

Οι τύποι μετακεντρικής ευστάθειας, που δίνουν μια απλή εξάρτηση της ροπής επαναφοράς από τη δύναμη της βαρύτητας και τη γωνία κλίσης του σκάφους, επιτρέπουν την επίλυση ορισμένων πρακτικών προβλημάτων που προκύπτουν στις συνθήκες του πλοίου.

Ρύζι. 9. Διαμήκης κλίση του σκάφους

Συγκεκριμένα, αυτοί οι τύποι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της γωνίας κύλισης ή της γωνίας περικοπής που θα λάβει το πλοίο από την κρούση μιας δεδομένης ροπής κλίσης ή περικοπής, με γνωστή μάζα και μετακεντρικό ύψος. Η κλίση του σκάφους υπό την επίδραση του m kr (M diff) οδηγεί στην εμφάνιση του αντίθετου σε ένδειξη της ροπής επαναφοράς m ΚΑΙ (M W) που αυξάνεται σε μέγεθος με την αύξηση της γωνίας κύλισης (trim). Μια αύξηση στη γωνία κύλισης (trim) θα συμβεί έως ότου η ροπή επαναφοράς γίνει ίση σε μέγεθος με τη ροπή κλίσης (trim moment), δηλ. μέχρι να εκπληρωθεί η προϋπόθεση:

m I \u003d m cr και M W \u003d M διαφορά.

Μετά από αυτό, το σκάφος θα πλεύσει με γωνίες ρολού:

Και 0 \u003d 57,3 m cr / gV h,

W 0 \u003d 57,3 M διαφορά / gV N

Υποθέτοντας σε αυτούς τους τύπους I \u003d 1 0 και W \u003d 1 0, βρίσκουμε τις τιμές της στιγμής της κλίσης του πλοίου κατά μία μοίρα και της στιγμής περικοπής του πλοίου κατά μία μοίρα:

m 1 0 = gV h = 0,0175 gV h,

M 1 0 \u003d gV H \u003d 0,0175 gV H

Σε ορισμένες περιπτώσεις χρησιμοποιείται επίσης το μέγεθος της ροπής του σκάφους κοπής ανά εκατοστό m D. Σε μικρή τιμή της γωνίας W, όταν tg W W, W = (d n - d k) / L = D f / L.

Λαμβάνοντας υπόψη αυτήν την έκφραση, ο μετακεντρικός τύπος για τη διαμήκη ροπή επαναφοράς μπορεί να γραφτεί ως:

M W \u003d M διαφορά \u003d gV H D f / L.

Υποθέτοντας στον τύπο D f \u003d 1 cm \u003d 0,01 m, παίρνουμε:

m D \u003d 0,01 gV H / L.

Με γνωστές τιμές m 1 0, M 1 0 και m D, η γωνία της φτέρνας, η γωνία περικοπής και η περικοπή από την επίδραση στο αγγείο μιας δεδομένης ροπής κλίσης ή περικοπής μπορούν να προσδιοριστούν με απλές εξαρτήσεις:

Και 0 = m cr. / m 1 0 ; W 0 \u003d M διαφορά / M 1 0; D f = M διαφορά / 100 m D

Στο παραπάνω σκεπτικό, υποτέθηκε ότι το σκάφος στην αρχική θέση (πριν από την κρούση του m cr ή του M dif) έπλεε ευθεία και σε ίσια καρίνα. Εάν, στην αρχική θέση του σκάφους, το ρολό και η επένδυση διέφεραν από το μηδέν, τότε οι τιμές I 0, W 0 και D f που βρέθηκαν θα πρέπει να θεωρηθούν ως πρόσθετες (dI 0, dS 0, dD f).

Με τη βοήθεια των τύπων μετακεντρικής σταθερότητας, είναι επίσης δυνατό να προσδιοριστεί ποια είναι η απαραίτητη ροπή κλίσης ή κοπής που πρέπει να εφαρμοστεί στο αγγείο προκειμένου να δημιουργηθεί μια δεδομένη γωνία κλίσης ή γωνία περικοπής (για το σκοπό της σφράγισης μιας οπής στο πλευρικό δέρμα, βαφή ή επιθεώρηση ελίκων). Για ένα σκάφος που επιπλέει στην αρχική του θέση χωρίς τακούνι και επένδυση:

m cr \u003d gV h Και 0 / 57,3 \u003d m 1 0 και 0;

M διαφορά \u003d gV Υ W 0 / 57,3 \u003d M 1 0 W 0

ή M διαφορά = 100 D f m D

Στην πράξη, οι τύποι μετακεντρικής σταθερότητας μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μικρές γωνίες κλίσης (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 . Σταθερότητα σχήματος και σταθερότητα φορτίου

Η εξέταση αυτού του ζητήματος μας επιτρέπει να καθορίσουμε τη φύση της σταθερότητας, να ανακαλύψουμε τις φυσικές αιτίες της εμφάνισης μιας στιγμής αποκατάστασης όταν το σκάφος έχει κλίση. Σύμφωνα με τους τύπους μετακεντρικής σταθερότητας (οι γωνίες I και W εκφράζονται σε ακτίνια):

m I \u003d gV h I \u003d gV (r - b) I \u003d gV r I - gV b I;

M W = rV N W = rV (R - b) W = rV R W - rV b W

Έτσι, οι ροπές επαναφοράς m I, M W και οι ώμοι στατικής σταθερότητας l I, l W είναι το αλγεβρικό άθροισμα των συστατικών τους:

m I \u003d m f + m n; M W \u003d M f + M n;

l I \u003d l f I + l n I; l W \u003d l f W + l n W,

που είναι οι στιγμές

m f \u003d gV r I;

M f \u003d gV R W,

που λέγονται οι στιγμές σταθερότητας της μορφής, οι στιγμές

m n \u003d - gV b I;

M n \u003d - gV b W,

στιγμές σταθερότητας του φορτίου, και των ώμων

l f I \u003d m f / gV;

l f W \u003d M f / gV,

εγκάρσιοι και διαμήκεις ώμοι σταθερότητας σχήματος, ώμοι

l n I \u003d - m n / gV;

l n W \u003d - M n / gV,

εγκάρσιους και διαμήκεις ώμους σταθερότητας φορτίου.

b \u003d z g - z c,

όπου J x και J yf είναι η ροπή αδράνειας της περιοχής της ίσαλου γραμμής σε σχέση με τον εγκάρσιο και τον διαμήκη κεντρικό άξονα, αντίστοιχα, τότε οι ροπές σχήματος και φορτίου μπορούν να παρασταθούν ως:

m f \u003d g J x I,

M f \u003d g J yf W;

m n \u003d - gV (z g - z c) Και,

M n \u003d - gV (z g - z γ) W

Από τη φυσική της φύση, η στιγμή της σταθερότητας της φόρμας ενεργεί πάντα προς την αντίθετη κατεύθυνση από την κλίση του σκάφους και, ως εκ τούτου, εξασφαλίζει πάντα σταθερότητα. Υπολογίζεται ως προς τη ροπή αδράνειας της περιοχής της ίσαλης γραμμής ως προς τον άξονα κλίσης. Η σταθερότητα της μορφής είναι που προκαθορίζει μια σημαντικά μεγαλύτερη διαμήκη σταθερότητα σε σχέση με την εγκάρσια. J yf » J x .

Η στιγμή ευστάθειας του φορτίου λόγω της θέσης του CG πάνω από το CV b = (z g - z c) > 0, μειώνει πάντα τη σταθερότητα του σκάφους και, ουσιαστικά, παρέχεται μόνο από τη σταθερότητα της φόρμας.

Μπορεί να υποτεθεί ότι ελλείψει ίσαλου γραμμής, για παράδειγμα, σε ένα υποβρύχιο σε θέση βύθισης, δεν υπάρχει ροπή σχήματος (J x = 0). Σε θέση βύθισης το υποβρύχιο λόγω έρματος ειδικών δεξαμενών έχει θέση CG κάτω από το CG, με αποτέλεσμα η σταθερότητά του να εξασφαλίζεται από τη σταθερότητα του φορτίου.

7 . Ορισμός μέτρων αρχικής σταθερότηταςπλοίο

Προσγείωση πλοίου ευθεία και σε ίσια καρίνα

Σε περιπτώσεις όπου το σκάφος πλέει με ασήμαντες γωνίες φτέρνας και επένδυσης, τα αρχικά μέτρα σταθερότητας μπορούν να προσδιοριστούν χρησιμοποιώντας μετακεντρικά διαγράμματα.

Για μια δεδομένη μάζα του δοχείου, ο προσδιορισμός των αρχικών μέτρων σταθερότητας μειώνεται στον προσδιορισμό των εφαρμοζόμενων μετακέντρων (ή των μετακεντρικών ακτίνων και του εφαρμοστέου CV) και του εφαρμοστέου CG.

Ρύζι. 10. Μετακεντρικό διάγραμμα

Εφαρμογή CV z c και μετακεντρικές ακτίνες r, R είναι χαρακτηριστικά του βυθισμένου όγκου του δοχείου και εξαρτώνται από το βύθισμα. Αυτές οι εξαρτήσεις παρουσιάζονται στο μετακεντρικό διάγραμμα, το οποίο αποτελεί μέρος των στοιχείων καμπύλης του θεωρητικού σχεδίου. Σύμφωνα με το μετακεντρικό διάγραμμα (Εικ. 10), είναι δυνατό όχι μόνο να προσδιοριστούν τα z c και r, αλλά με μια γνωστή εφαρμογή CG, να βρεθεί το εγκάρσιο μετακεντρικό ύψος του αγγείου.

Στο σχ. 10 δείχνει τη σειρά υπολογισμού του εγκάρσιου μετακεντρικού ύψους του σκάφους κατά την παραλαβή του φορτίου. Γνωρίζοντας τη μάζα του λαμβανόμενου φορτίου m και την εφαρμογή του κέντρου βάρους του z, είναι δυνατό να προσδιοριστεί η νέα εφαρμογή του CG z g 1 του πλοίου με τον τύπο:

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

όπου z g είναι η εφαρμογή του CG του πλοίου πριν από την παραλαβή του φορτίου.

Περικοπή προσγείωσης σκάφους

Όταν ταξιδεύετε με ένα σκάφος με επένδυση, πληρέστερα τμήματα του κύτους εισέρχονται στο νερό, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση της περιοχής της ίσαλου γραμμής (σταθερότητα σχήματος) και, κατά συνέπεια, στο εγκάρσιο μετακεντρικό ύψος. Στα αλιευτικά σκάφη, τα περιγράμματα της πρύμνης είναι πιο γεμάτα από τα πλώρη, επομένως, κατά το τρίψιμο στην πρύμνη, θα πρέπει να αναμένεται αύξηση και κατά το τρίψιμο στην πλώρη, θα πρέπει να αναμένεται μείωση της εγκάρσιας ευστάθειας του σκάφους.

Ρύζι. 11. Διάγραμμα Firsov - Gundobin

Για τον υπολογισμό του εγκάρσιου μετακεντρικού ύψους του σκάφους, λαμβάνοντας υπόψη την περικοπή, χρησιμοποιούνται τα διαγράμματα Firsov-Gundobin, η αρχική σταθερότητα του KTIRPiKh και οι καμπύλες παρεμβολής.

Το διάγραμμα Firsov-Gundobin (Εικ. 11) διαφέρει από το διάγραμμα Firsov στο ότι περιέχει τις καμπύλες z m και z c, οι τιμές των οποίων καθορίζονται από τα γνωστά ρεύματα του αγγείου μπροστά και πίσω.

Το διάγραμμα της αρχικής ευστάθειας του KTIRPiKh (Εικ. 12) σας επιτρέπει να προσδιορίσετε την εφαρμογή του μετακέντρου z m του πλοίου από τη γνωστή μάζα D και την τετμημένη του κέντρου βάρους x g .

Σύμφωνα με το διάγραμμα των καμπυλών παρεμβολής (Εικ. 13), με γνωστά ρεύματα του σκάφους μπροστά και πίσω, είναι δυνατό να βρεθεί η εγκάρσια μετακεντρική ακτίνα r και η εφαρμογή του κέντρου μεγέθους του πλοίου z c .

Τα διαγράμματα που φαίνονται στο σχ. 11-13, σας επιτρέπουν να βρείτε z m για οποιαδήποτε προσγείωση του σκάφους, συμπεριλαμβανομένης της ομοιόμορφης καρίνας. Ως εκ τούτου, καθιστούν δυνατή την ανάλυση της επίδρασης της επένδυσης στην αρχική εγκάρσια σταθερότητα του σκάφους.

Ρύζι. 12. Διάγραμμα αρχικής ευστάθειας της μηχανότρατας τύπου Karelia

φορτίο μετακέντρου πλοίου σταθερότητας

Ρύζι. 13. Διάγραμμα προσδιορισμού z c και r

8 . Επίδραση της κίνησης του φορτίου στην προσγείωση καισταθερότητα του σκάφους

Για να προσδιοριστεί η προσγείωση και η ευστάθεια του σκάφους κατά τη διάρκεια της αυθαίρετης μετακίνησης των εμπορευμάτων, είναι απαραίτητο να εξεταστεί χωριστά η κάθετη, η εγκάρσια οριζόντια και η διαμήκης οριζόντια κίνηση.

Πρέπει να θυμόμαστε ότι στην αρχή είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθούν υπολογισμοί που σχετίζονται με την αλλαγή της ευστάθειας (κάθετη κίνηση, ανύψωση του φορτίου)

κατακόρυφοςμετακίνηση φορτίου

Από το σημείο 1 έως το σημείο 2 δεν δημιουργείται μια στιγμή ικανή να γείρει το πλοίο, και ως εκ τούτου, η προσγείωση του δεν αλλάζει (εκτός εάν η ευστάθεια του πλοίου παραμένει θετική). Μια τέτοια κίνηση οδηγεί μόνο σε αλλαγή του ύψους του κέντρου βάρους του πλοίου. Μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι αυτή η μετατόπιση οδηγεί σε αλλαγή στη σταθερότητα του φορτίου με τη σταθερότητα της μορφής αμετάβλητη. Η μετατόπιση του κέντρου βάρους καθορίζεται από το γνωστό θεώρημα της θεωρητικής μηχανικής:

dz g \u003d (z 2 - z 1),

όπου m είναι η μάζα του μεταφερόμενου φορτίου,

D είναι η μάζα του σκάφους,

z 1 και z 2 - εφαρμογές CG φορτίου πριν και μετά τη μετακίνηση.

Η αύξηση των μετακεντρικών υψών θα είναι:

dh \u003d dN \u003d - dz g \u003d - (z 2 - z 1)

Το πλοίο μετά τη μετακίνηση του φορτίου θα έχει εγκάρσιο μετακεντρικό ύψος:

Η κατακόρυφη κίνηση του φορτίου δεν οδηγεί σε σημαντική μεταβολή του διαμήκους μετακεντρικού ύψους, λόγω της μικρότητας του dH σε σχέση με την τιμή του H.

Ρύζι. 14. Κάθετη κίνηση φορτίου

Ρύζι. 15. Εγκάρσια οριζόντια κίνηση του φορτίου

αιωρούμενα φορτία

Εμφανίζονται στο πλοίο ως αποτέλεσμα της ανύψωσης φορτίου από το αμπάρι στο κατάστρωμα, της λήψης αλιευμάτων, της μεταφοράς διχτυών με τη βοήθεια βελών φορτίου κ.λπ. Ένα αναρτημένο φορτίο (Εικ. 16) έχει παρόμοια επίδραση στη σταθερότητα ενός σκάφους με ένα κατακόρυφα μετατοπισμένο, μόνο που η αλλαγή στη σταθερότητα συμβαίνει αμέσως τη στιγμή του διαχωρισμού του από το στήριγμα. Κατά την ανύψωση του φορτίου, όταν η τάση στο μενταγιόν γίνει ίση με το βάρος του φορτίου, το κέντρο βάρους του φορτίου μετακινείται από το σημείο 1 στο σημείο ανάρτησης (σημείο 2) και η περαιτέρω ανύψωση δεν θα επηρεάσει τη σταθερότητα του σκάφος. Η αλλαγή στο μετακεντρικό ύψος μπορεί να εκτιμηθεί χρησιμοποιώντας τον τύπο

όπου l \u003d (z 2 - z 1) είναι το αρχικό μήκος της ανάρτησης φορτίου.

Σε μικρά πλοία, σε συνθήκες μειωμένης ευστάθειας, η ανύψωση φορτίου με βραχίονες πλοίου μπορεί να είναι σημαντικός κίνδυνος.

Εγκάρσια οριζόντια κίνηση φορτίου

Η εγκάρσια οριζόντια κίνηση ενός φορτίου με μάζα m (Εικ. 17) οδηγεί σε αλλαγή του κυλίνδρου του σκάφους ως αποτέλεσμα της ροπής που προκύπτει m kr με έναν ώμο (y 2 - y 1) cosI.

m cr \u003d m (y 2 - y 1) cosИ \u003d m l y cosИ,

όπου y 1 και y 2 είναι οι τεταγμένες της θέσης του CG φορτίου πριν και μετά την κίνηση.

Λαμβάνοντας υπόψη την ισότητα της κλίσης m cr και της επαναφοράς των ροπών m Και, χρησιμοποιώντας τον τύπο μετακεντρικής σταθερότητας, παίρνουμε:

Дh sinИ = m l y cosИ, από όπου

tgI \u003d m l y / Dh.

Λαμβάνοντας υπόψη ότι οι γωνίες του κυλίνδρου είναι μικρές, μπορούμε να υποθέσουμε ότι tgИ = И И = И 0 /57,3, και ο τύπος θα πάρει τη μορφή

Και 0 = 57,3 m l y /Dh.

Εάν πριν από τη μετακίνηση του φορτίου το πλοίο είχε ρολό, τότε σε αυτόν τον τύπο η γωνία πρέπει να θεωρηθεί ως προσαύξηση dI 0

Ρύζι. 17.

Διαμήκης οριζόντια κίνηση του φορτίου

Η διαμήκης οριζόντια κίνηση του φορτίου (Εικ. 18) οδηγεί σε αλλαγή της επένδυσης του αγγείου και του εγκάρσιου μετακεντρικού ύψους. Κατ' αναλογία με την προηγούμενη περίπτωση, με M W = M diff, παίρνουμε:

tg W \u003d m l x / DN ή

Π 0 \u003d 57,3 m l x / DN.

Στην πράξη, οι διαμήκεις κλίσεις εκτιμώνται συχνότερα από την ποσότητα της περικοπής

D f \u003d W 0 L / 57,3, λοιπόν

D f \u003d m l x L / DN,

όπου L είναι το μήκος του σκάφους.

Χρησιμοποιώντας τη στιγμή που διαφοροποιεί το σκάφος κατά 1 cm (περιλαμβάνεται στην κλίμακα φορτίου και στο KETC)

m D \u003d 0,01 gV N / L (kN m / cm);

m D = 0,01 DN / L = 0,01 DR / L (t m / cm),

αφού H R παίρνουμε

D f \u003d m l x / m D (cm).

Αλλαγή βύθισης κατά τη διαμήκη κίνηση του φορτίου:

dd n \u003d (0,5L - x f) Df / L,

dd k \u003d - (0,5L + x f) Df / L.

Τότε το νέο βύθισμα του σκάφους θα είναι:

d n \u003d d + dd n \u003d d + (0,5L - x f) Df / L,

d k \u003d d + dd k \u003d d - (0,5L + x f) Df / L;

όπου x f είναι η τετμημένη του άξονα του βήματος.

Η επίδραση της επένδυσης στο μετακεντρικό ύψος του πλοίου συζητείται λεπτομερώς στο 7.2.

9 . Επίδραση της λήψης μικρού φορτίου στην προσγείωση και την ευστάθεια του σκάφους

Η αλλαγή της προσγείωσης του πλοίου κατά την παραλαβή του φορτίου εξετάστηκε στο 4.4. Ας προσδιορίσουμε τη μεταβολή του εγκάρσιου μετακεντρικού ύψους dh όταν δεχόμαστε ένα μικρό φορτίο μάζας m (Εικ. 19), το κέντρο βάρους του οποίου βρίσκεται στην ίδια κατακόρυφο με το CG της περιοχής της ίσαλου γραμμής στο σημείο με την εφαρμογή z.

Ως αποτέλεσμα της αύξησης του βυθίσματος, η ογκομετρική μετατόπιση του σκάφους θα αυξηθεί κατά dV = m / s και θα εμφανιστεί μια πρόσθετη δύναμη άνωσης r dV, που εφαρμόζεται στο CG του στρώματος μεταξύ των υδατογραμμών WL και W 1 L 1 .

Ρύζι. 19. Αποδοχή επί του πλοίου μικρού φορτίου

Θεωρώντας ότι το σκάφος είναι ευθύγραμμου, η εφαρμογή του CG του πρόσθετου όγκου άνωσης θα είναι ίση με d + dd /2, όπου η αύξηση του βυθίσματος καθορίζεται από τους γνωστούς τύπους dd = m / cS ή dd = m / q εκ.

Όταν το πλοίο έχει κλίση υπό γωνία I, η δύναμη βάρους του φορτίου p και η δύναμη άνωσης ίση με αυτήν g dV συνθέτουν ένα ζεύγος δυνάμεων με ώμο (d + dd / 2 -z) sinI. Η ροπή αυτού του ζεύγους dm And \u003d p (d + dd / 2 - z) sin Και αυξάνει την αρχική ροπή επαναφοράς του σκάφους m And \u003d gV h sin Και, επομένως, η στιγμή επαναφοράς μετά τη λήψη του φορτίου γίνεται ίση με

m ΚΑΙ 1 = m ΚΑΙ + dm ΚΑΙ, ή

(gV + g dV) (h + dh) sin I \u003d gV h sin I + g dV (d + dd / 2 - z) sin I,

περνώντας σε μαζικές αξίες, παίρνουμε

(D + m) (h + dh) sin I \u003d D h sin I + m (d + dd / 2 - z) sin I.

Από την εξίσωση βρίσκουμε την αύξηση του μετακεντρικού ύψους dh:

Για τη γενική περίπτωση λήψης ή αφαίρεσης μικρού φορτίου, ο τύπος έχει τη μορφή:

όπου το + (-) αντικαθίσταται κατά την παραλαβή (αφαίρεση) του φορτίου.

Από τον τύπο φαίνεται ότι

dh< 0 при z >(δ ηη /2 - η) και

dh > 0 στο z< (d дd /2 - h), а

dh = 0 σε z = (d dd /2 - h).

Η εξίσωση z \u003d (d dd / 2 - h) είναι η εξίσωση του ουδέτερου (περιοριστικού) επιπέδου.

Το ουδέτερο επίπεδο είναι το επίπεδο στο οποίο η αποδοχή ενός φορτίου δεν αλλάζει τη σταθερότητα του πλοίου. Η λήψη φορτίου πάνω από το ουδέτερο επίπεδο μειώνει τη σταθερότητα του σκάφους, κάτω από το ουδέτερο επίπεδο την αυξάνει.

10 . Επίδραση του υγρού φορτίου στη σταθερότητα του πλοίου

Το πλοίο διαθέτει σημαντική ποσότητα υγρού φορτίου με τη μορφή αποθεμάτων καυσίμων, νερού και πετρελαίου. Εάν ένα υγρό φορτίο γεμίσει ολόκληρη τη δεξαμενή, η επίδρασή του στη σταθερότητα του πλοίου είναι παρόμοια με εκείνη ενός ισοδύναμου στερεού φορτίου μάζας

m f = c f v f.

Στο πλοίο, υπάρχουν σχεδόν πάντα δεξαμενές που δεν είναι πλήρως γεμάτες, δηλ. το υγρό έχει μια ελεύθερη επιφάνεια μέσα τους. Μπορούν επίσης να δημιουργηθούν χαλαρές επιφάνειες σε ένα σκάφος ως αποτέλεσμα της πυρόσβεσης και της ζημιάς του κύτους. Οι ελεύθερες επιφάνειες έχουν ισχυρή αρνητική επίδραση τόσο στην αρχική σταθερότητα όσο και στη σταθερότητα του σκάφους σε υψηλές κλίσεις. Όταν το σκάφος έχει κλίση, το υγρό φορτίο που έχει ελεύθερη επιφάνεια ρέει προς την κατεύθυνση της κλίσης, δημιουργώντας έτσι μια πρόσθετη ροπή που κυλά το σκάφος. Η εμφανιζόμενη στιγμή μπορεί να θεωρηθεί ως αρνητική διόρθωση στη στιγμή επαναφοράς του πλοίου.

Ρύζι. 20. Επίδραση στην αρχική σταθερότητα της ελεύθερης επιφάνειας ενός υγρού φορτίου

Δωρεάν εφέ επιφάνειας

Η επίδραση της ελεύθερης επιφάνειας (Εικ. 20) θα ληφθεί υπόψη όταν το σκάφος προσγειώνεται ευθεία και σε ομαλή καρίνα. Ας υποθέσουμε ότι σε μια από τις δεξαμενές του πλοίου υπάρχει ένα υγρό φορτίο με όγκο v l, με ελεύθερη επιφάνεια. Όταν το δοχείο έχει κλίση σε μικρή γωνία Και, η ελεύθερη επιφάνεια του υγρού θα γέρνει επίσης και το κέντρο βάρους του υγρού q θα μετακινηθεί σε μια νέα θέση q 1 . Λόγω της μικρής γωνίας Και, μπορούμε να υποθέσουμε ότι αυτή η κίνηση συμβαίνει κατά μήκος ενός τόξου κύκλου ακτίνας r 0 με κέντρο στο σημείο m 0 , στο οποίο οι γραμμές δράσης του ρευστού βάρους τέμνονται πριν και μετά την κλίση του πλοίου . Κατ' αναλογία με τη μετακεντρική ακτίνα

r 0 \u003d i x / v w,

όπου i x - δική ροπή αδράνειας της ελεύθερης επιφάνειας του υγρού σε σχέση με τον διαμήκη άξονα (παράλληλο προς τον άξονα συντεταγμένων OX). Είναι εύκολο να διαπιστωθεί ότι η υπό εξέταση περίπτωση έχει την ίδια επίδραση στη σταθερότητα με την αναρτημένη θήκη, όπου l = r 0 , και m = с zh v zh.

Ρύζι. 21. Καμπύλες του αδιάστατου συντελεστή k

Χρησιμοποιώντας τον τύπο για ένα αιωρούμενο φορτίο, λαμβάνουμε τον τύπο για την επίδραση στη σταθερότητα της ελεύθερης επιφάνειας του υγρού:

Όπως φαίνεται από τον τύπο, είναι το i x που επηρεάζει τη σταθερότητα.

Η ροπή αδράνειας της ελεύθερης επιφάνειας υπολογίζεται από τον τύπο

όπου l και b είναι το μήκος και το πλάτος της επιφάνειας και k είναι ένας αδιάστατος συντελεστής που λαμβάνει υπόψη το σχήμα της ελεύθερης επιφάνειας.

Σε αυτόν τον τύπο, πρέπει να δοθεί προσοχή στον τελευταίο παράγοντα - b 3, ότι το πλάτος της επιφάνειας σε μεγαλύτερο βαθμό από το μήκος επηρεάζει το i x και επομένως το dh. Επομένως, είναι απαραίτητο να είστε ιδιαίτερα προσεκτικοί με τις ελεύθερες επιφάνειες σε φαρδιά διαμερίσματα.

Ας προσδιορίσουμε πόσο θα μειωθεί η απώλεια σταθερότητας σε μια ορθογώνια δεξαμενή μετά την εγκατάσταση n διαμήκων διαφραγμάτων σε ίσες αποστάσεις μεταξύ τους

i x n \u003d (n +1) k l 3 \u003d k l b 3 / (n +1) 2.

Η αναλογία των διορθώσεων προς το μετακεντρικό ύψος πριν και μετά την τοποθέτηση των διαφραγμάτων θα είναι

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

Όπως φαίνεται από τους τύπους, η εγκατάσταση ενός διαφράγματος μειώνει την επίδραση της ελεύθερης επιφάνειας στη σταθερότητα κατά 4 φορές, δύο - κατά 9 φορές κ.λπ.

Ο συντελεστής k μπορεί να προσδιοριστεί από την καμπύλη στο σχ. 21, στο οποίο η άνω καμπύλη αντιστοιχεί σε ένα ασύμμετρο τραπέζιο, η κάτω σε ένα συμμετρικό. Για πρακτικούς υπολογισμούς, ο συντελεστής k, ανεξάρτητα από το σχήμα του εμβαδού της επιφάνειας, καλό είναι να λαμβάνεται όπως για τις ορθογώνιες επιφάνειες k = 1/12.

Υπό τις συνθήκες του πλοίου, η επίδραση των υγρών φορτίων λαμβάνεται υπόψη χρησιμοποιώντας τους πίνακες που δίνονται στις «Πληροφορίες για τη σταθερότητα του πλοίου».

Τραπέζι 1

Διόρθωση για την επίδραση των ελεύθερων επιφανειών υγρών φορτίων στη σταθερότητα του σκάφους τύπου BMTR «Mayakovsky»

Διόρθωση, m, dh	Μετατόπιση αγγείου, m

Οι πίνακες δίνουν διορθώσεις στο μετακεντρικό ύψος του σκάφους dh για ένα σύνολο δεξαμενών, οι οποίες, σύμφωνα με τις συνθήκες λειτουργίας, μπορούν να γεμίσουν μερικώς (Πίνακας 1) στον συντελεστή εγκάρσιας ευστάθειας dm h = dh = c w i x για κάθε δεξαμενή χωριστά ( Πίνακας 2). Δεξαμενές με διορθώσεις στο μετακεντρικό ύψος μικρότερο από 1 cm δεν λαμβάνονται υπόψη στους υπολογισμούς.

Ανάλογα με τον τύπο των διορθώσεων, το μετακεντρικό ύψος του πλοίου, λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση των υγρών φορτίων σε μερικώς γεμάτες δεξαμενές, βρίσκεται από τους τύπους

h \u003d z m - z g - dh;

h = z m - z g - dm h /

Όπως φαίνεται, οι ελεύθερες επιφάνειες, όπως ήταν, αυξάνουν το κέντρο βάρους του αγγείου ή μειώνουν το εγκάρσιο μετακέντρο του κατά

dz g = dz m = dh = dm h /

Η εκδήλωση της ελεύθερης επιφάνειας του υγρού φορτίου επηρεάζει επίσης τη διαμήκη σταθερότητα του σκάφους. Η διόρθωση στο διαμήκη μετακεντρικό ύψος θα καθοριστεί από τον τύπο

dN \u003d - με i i y /,

όπου i y είναι η εγγενής ροπή αδράνειας της ελεύθερης επιφάνειας του υγρού σε σχέση με τον εγκάρσιο άξονα (παράλληλο με τον άξονα συντεταγμένων του ΛΣ). Ωστόσο, λόγω της σημαντικής τιμής του διαμήκους μετακεντρικού ύψους H, η διόρθωση dH συνήθως παραμελείται.

Η εξεταζόμενη αλλαγή στη σταθερότητα από την ελεύθερη επιφάνεια του υγρού συμβαίνει παρουσία του όγκου του από 5 έως 95% του όγκου της δεξαμενής. Σε τέτοιες περιπτώσεις, η ελεύθερη επιφάνεια λέγεται ότι οδηγεί σε αποτελεσματική απώλεια σταθερότητας.

πίνακας 2

Διόρθωση για την επίδραση των ελεύθερων επιφανειών υγρών φορτίων στη σταθερότητα του πλοίου m/v "Alexander Safontsev"

Ονομα		Abscissa CG, m	Απλικέ DH, m	Στιγμή mx, tm	Στιγμή mz, tm	Διορθώσεις για ελεύθερες επιφάνειες, tm
Δεξαμενή DT #3
Δεξαμενή DT #4
Δεξαμενή DT #5
Δεξαμενή DT #6
Δεξαμενόπλοιο DT No. 35

Ρύζι. 22. Περίπτωση άκυρης απώλειας σταθερότητας

Εάν υπάρχει μόνο ένα πολύ λεπτό στρώμα υγρού στη δεξαμενή ή η δεξαμενή γεμίσει σχεδόν μέχρι την κορυφή, τότε το πλάτος της ελεύθερης επιφάνειας αρχίζει να μειώνεται απότομα όταν το δοχείο έχει κλίση (Εικ. 22). Αντίστοιχα, η ροπή αδράνειας της ελεύθερης επιφάνειας θα υποστεί επίσης απότομη μείωση και, κατά συνέπεια, τη διόρθωση στο μετακεντρικό ύψος. Εκείνοι. Υπάρχει μια αναποτελεσματική απώλεια σταθερότητας, η οποία πρακτικά μπορεί να αγνοηθεί.

Για να μειωθεί ο αρνητικός αντίκτυπος στη σταθερότητα του σκάφους από υπερχείλιση υγρών φορτίων σε αυτό, παρέχονται τα ακόλουθα σχεδιαστικά και οργανωτικά μέτρα:

Εγκατάσταση διαμήκων ή εγκάρσιων διαφραγμάτων σε δεξαμενές, γεγονός που καθιστά δυνατή τη δραστική μείωση των δικών τους ροπών αδράνειας ix και i y.

Τοποθέτηση σε δεξαμενές διαμήκων ή εγκάρσιων διαφραγμάτων με μικρές οπές στο κάτω και στο πάνω μέρος. Με απότομη κλίση του δοχείου (για παράδειγμα, κατά την κύλιση), το διάφραγμα λειτουργεί ως διάφραγμα, καθώς το υγρό ρέει μέσα από τις οπές μάλλον αργά. Από εποικοδομητική άποψη, τα διαφράγματα είναι πιο βολικά από τα αδιαπέραστα διαφράγματα, καθώς η εγκατάσταση των τελευταίων περιπλέκει πολύ τα συστήματα πλήρωσης, αποστράγγισης και αερισμού δεξαμενών. Ωστόσο, με μεγάλες κλίσεις πλοίων, τα διαφράγματα, επειδή είναι διαπερατά, δεν μπορούν να μειώσουν την επίδραση του υπερχείλισης υγρού στη σταθερότητα.

Κατά την παραλαβή υγρού φορτίου, διασφαλίζετε την πλήρη πλήρωση των δεξαμενών χωρίς το σχηματισμό ελεύθερων επιφανειών υγρού.

Όταν χρησιμοποιείτε υγρό φορτίο, διασφαλίζετε την πλήρη αποστράγγιση των δεξαμενών. Τα "νεκρά αποθέματα" υγρών φορτίων πρέπει να είναι ελάχιστα.

Εξασφαλίστε την ξηρότητα των λαβών στα διαμερίσματα του δοχείου, όπου μπορεί να συσσωρευτεί υγρό με μεγάλη ελεύθερη επιφάνεια.

Ακολουθήστε αυστηρά τις οδηγίες για την παραλαβή και τη δαπάνη υγρού φορτίου στο πλοίο.

Η μη εκτέλεση των αναγραφόμενων οργανωτικών μέτρων από το πλήρωμα του πλοίου μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική απώλεια της ευστάθειας του πλοίου και να προκαλέσει ατύχημα.

11 . Έμπειρος ορισμός του μετακεντρικούύψος και θέση του κέντρου βάρους του πλοίου

Κατά το σχεδιασμό ενός σκάφους, η αρχική του σταθερότητα υπολογίζεται για τυπικές περιπτώσεις φορτίου. Η πραγματική σταθερότητα του κατασκευασμένου σκάφους διαφέρει από την υπολογιζόμενη λόγω σφαλμάτων υπολογισμού και αποκλίσεων από τον σχεδιασμό που έγινε κατά την κατασκευή. Ως εκ τούτου, στα πλοία πραγματοποιείται πειραματικός προσδιορισμός της αρχικής ευστάθειας - κλίσης, με τον μετέπειτα υπολογισμό της θέσης του CG του πλοίου.

Η κύλιση πρέπει να υπόκειται σε:

Πλοία σειριακής κατασκευής (το πρώτο και στη συνέχεια κάθε πέμπτο πλοίο της σειράς).

Κάθε νέο πλοίο μη σειριακής κατασκευής.

Κάθε πλοίο μετά την ανακαίνιση.

Σκάφη μετά από μεγάλες επισκευές, επανεξοπλισμό ή εκσυγχρονισμό με αλλαγή εκτόπισης άνω του 2%.

Σκάφη μετά την τοποθέτηση μόνιμου στερεού έρματος, εάν η αλλαγή στο κέντρο βάρους δεν μπορεί να προσδιοριστεί με επαρκή ακρίβεια με υπολογισμό.

Σκάφη των οποίων η σταθερότητα είναι άγνωστη ή χρειάζεται επαλήθευση.

Η κλίση θα πραγματοποιείται παρουσία του Επιθεωρητή στο Μητρώο σύμφωνα με την ειδική «Οδηγία για την κλίση των πλοίων νηολόγησης».

Η ουσία της κύλισης είναι η εξής. Η κύλιση εκτελείται με βάση την ισότητα m kr = m And, η οποία καθορίζει τη θέση ισορροπίας του πλοίου με ένα ρολό And 0 . Η ροπή κλίσης δημιουργείται με τη μετακίνηση φορτίων (έρμα πτέρνας) κατά το πλάτος του δοχείου σε απόσταση l y ; εντός των ορίων των χαμηλών κλίσεων του πλοίου:

m cr = m l y .

Τότε από την ισότητα m l y = cV h ΚΑΙ 0 /57,3

βρείτε ότι h = 57,3 m l y /cVI 0 .

Η ανύψωση του CG του πλοίου πάνω από το κύριο επίπεδο z g και η τετμημένη του CG x g προσδιορίζονται από τις εκφράσεις:

z g = z c + r - h; και x g = x c .

Οι τιμές z c , r και x c σε περίπτωση απουσίας ή μικρότητας της επένδυσης προσδιορίζονται χρησιμοποιώντας τα καμπύλα στοιχεία του θεωρητικού σχεδίου σύμφωνα με την τιμή της μετατόπισης V. Παρουσία μιας επένδυσης, αυτές οι ποσότητες πρέπει να είναι καθορίζεται με ειδικό υπολογισμό. Η μετατόπιση V βρίσκεται στην κλίμακα Bonjean με βάση τη μέτρηση του βυθίσματος του αγγείου από την πλώρη και την πρύμνη σύμφωνα με τα σημάδια της εμβάθυνσης. Η πυκνότητα του θαλασσινού νερού προσδιορίζεται με υδρόμετρο.

Ρυθμίζεται η μάζα του έρματος κυλίνδρου m και του βραχίονα μεταφοράς l y, μετράται η τιμή της γωνίας του ρολού ΚΑΙ 0.

Πριν από την κλίση, το φορτίο του πλοίου πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στο ελαφρύ εκτόπισμά του (98 104%). Το μετακεντρικό ύψος του σκάφους πρέπει να είναι τουλάχιστον 0,2 μ. Για να επιτευχθεί αυτό επιτρέπεται έρμα.

Οι προμήθειες και τα ανταλλακτικά πρέπει να βρίσκονται στις κανονικές τους θέσεις, το φορτίο πρέπει να είναι ασφαλισμένο και οι δεξαμενές για νερό, καύσιμα, λάδια πρέπει να αποστραγγίζονται. Οι δεξαμενές έρματος, εάν είναι γεμάτες, πρέπει να συμπιέζονται προς τα μέσα.

Το κεκλιμένο έρμα τοποθετείται στο ανοιχτό κατάστρωμα του σκάφους και στις δύο πλευρές σε ειδικά ράφια σε πολλές σειρές σε σχέση με το DP. Η μάζα του κεκλιμένου έρματος που μεταφέρεται κατά μήκος του σκάφους πρέπει να παρέχει γωνία κλίσης περίπου 3 0 .

Για τη μέτρηση των γωνιών του κυλίνδρου, προετοιμάζονται ειδικές ζυγαριές (μήκους τουλάχιστον 3 μέτρων) ή κλινογράφοι. Η χρήση κλισόμετρων πλοίων για τη μέτρηση γωνιών είναι απαράδεκτη, καθώς δίνουν σημαντικό σφάλμα.

Η κλίση πραγματοποιείται σε ήρεμο καιρό με τη λίστα του πλοίου να μην υπερβαίνει το 0,5 0 . Το βάθος της περιοχής του νερού θα πρέπει να αποκλείει την επαφή με το έδαφος ή την εύρεση μέρους της γάστρας σε λασπώδες έδαφος. Το πλοίο πρέπει να είναι σε θέση να καταχωρεί ελεύθερα, για το οποίο είναι απαραίτητο να προβλεφθεί η χαλάρωση στις γραμμές πρόσδεσης και να αποκλειστεί το πλοίο από το να αγγίζει τον τοίχο ή το κύτος άλλου πλοίου.

Η εμπειρία συνίσταται σε μεταφορές ρολού-έρματος που εκτελούνται κατόπιν εντολής από πλευρά σε πλευρά και μετρήσεις της γωνίας κύλισης πριν και μετά τη μεταφορά.

Ο προσδιορισμός της αρχικής σταθερότητας κατά την περίοδο κύλισης βασίζεται στη γνωστή φόρμουλα "καπετάνιου":

όπου f I - η περίοδος των δικών επί του σκάφους ταλαντώσεων του σκάφους.

C Και - αδρανειακός συντελεστής.

B είναι το πλάτος του σκάφους.

Συνιστάται ο προσδιορισμός της περιόδου κύλισης του πλοίου σε κάθε δοκιμή κλίσης και για πλοία με εκτόπισμα μικρότερο των 300 τόνων, ο προσδιορισμός της είναι υποχρεωτικός. Το μέσο για τον προσδιορισμό του fI είναι ένας κλινογράφος ή χρονόμετρα (τουλάχιστον τρεις παρατηρητές).

Το λίκνισμα του πλοίου πραγματοποιείται με συντονισμένα πηδήματα του πληρώματος από πλευρά σε πλευρά σε χρόνο με τις ταλαντώσεις του πλοίου έως ότου η κλίση του πλοίου είναι 5 8 0 . Ο τύπος του καπετάνιου καθιστά δυνατό τον κατά προσέγγιση προσδιορισμό του μετακεντρικού ύψους όταν το πλοίο βρίσκεται σε κύμα για οποιαδήποτε κατάσταση φορτίου του πλοίου. Ταυτόχρονα, πρέπει να θυμόμαστε ότι για το ίδιο σκάφος η τιμή του αδρανειακού συντελεστή C I δεν είναι η ίδια, εξαρτάται από τη φόρτωση και την τοποθέτηση του φορτίου. Κατά κανόνα, ο συντελεστής αδράνειας ενός άδειου σκάφους είναι μεγαλύτερος από αυτόν ενός φορτωμένου.

Φιλοξενείται στο Allbest.ru

...

Παρόμοια Έγγραφα

Σταθερότητα ως η ικανότητα ενός σκάφους να αντέχει σε εξωτερικές στιγμές κλίσης χωρίς τυχαίες συνέπειες. Ταξινόμηση ευστάθειας, μέθοδοι μετατόπισης. Μέτρηση σταθερότητας με τη ροπή επαναφοράς. Βασικοί τύποι σταθερότητας, γωνίες κύλισης.

παρουσίαση, προστέθηκε 16/04/2011


Η έννοια της σταθερότητας και του τελειώματος του σκάφους. Υπολογισμός της συμπεριφοράς ενός πλοίου σε ταξίδι κατά την πλημμύρα μιας υπό όρους τρύπας που σχετίζεται με το διαμέρισμα της πρώτης, δεύτερης και τρίτης κατηγορίας. Μέτρα για την ευθυγράμμιση του πλοίου με αντιπλημμύρα και αποκατάσταση.

διατριβή, προστέθηκε 03/02/2012


Προτάσεις για τη σταθερότητα και την αβύθιση του σκάφους. Διαχωρισμός του φορτίου του σε μεγεθυσμένα αντικείμενα. Η διαδικασία παραλαβής και δαπάνης των κύριων φορτίων και αποθηκών με χρήση απλοποιημένου πίνακα φόρτωσης, ασφαλούς προγράμματος φόρτωσης και νομογραμμάτων ευστάθειας.

παρουσίαση, προστέθηκε 16/04/2011


Υπολογισμός της διάρκειας του ταξιδιού, των αποθεμάτων, του εκτοπίσματος και της ευστάθειας του πλοίου πριν από τη φόρτωση. Τοποθέτηση καταστημάτων πλοίων, φορτίου και νερού έρματος. Προσδιορισμός των παραμέτρων εκφόρτωσης και φόρτωσης του σκάφους μετά τη φόρτωση. Στατική και δυναμική σταθερότητα.

θητεία, προστέθηκε 20/12/2013


Κατάρτιση σχεδίου φορτίου και υπολογισμός της ευστάθειας του σκάφους σύμφωνα με τα στοιχεία της Πληροφορίας για τη Σταθερότητα. Έλεγχος προσγείωσης και ευστάθειας με βάση τα αποτελέσματα της κατανάλωσης καυσίμου και νερού. Πρόληψη διαρροής νερού έρματος και επιμετάλλωσης σκαφών.

περίληψη, προστέθηκε 02/09/2009


Υπολογισμός της επίδρασης της μετακίνησης φορτίου από το σημείο Α στο σημείο Β. Μετακίνηση φορτίου στο εγκάρσιο επίπεδο και οριζόντια κατά μήκος του σκάφους. Υπολογισμός της μεταβολής στο διάγραμμα στατικής ευστάθειας. Επίδραση των αιωρούμενων φορτίων στη σταθερότητα σε μεγάλες γωνίες πτέρνας.

παρουσίαση, προστέθηκε 18/04/2011


Επιλογή μιας πιθανής παραλλαγής τοποθέτησης φορτίου. Εκτίμηση μετατόπισης βάρους και συντεταγμένων πλοίου. Αξιολόγηση των στοιχείων του βυθισμένου όγκου του πλοίου. Υπολογισμός των μετακεντρικών υψών του αγγείου. Υπολογισμός και κατασκευή διαγράμματος στατικής και δυναμικής ευστάθειας.

εργασίες ελέγχου, προστέθηκε 04/03/2014


Η πιθανότητα ανατροπής του σκάφους. Κατάσταση σχεδιασμού "Κριτήριο καιρού" στις Απαιτήσεις του Ρωσικού Ναυτικού Μητρώου Ναυτιλίας. Προσδιορισμός της στιγμής ανατροπής και της πιθανότητας επιβίωσης του σκάφους. Απαιτήσεις για την προσγείωση και τη σταθερότητα ενός κατεστραμμένου πλοίου.

παρουσίαση, προστέθηκε 16/04/2011


Προσδιορισμός χρόνου λειτουργίας και αποθεμάτων πλοίου για την πτήση. Παράμετροι μετατόπισης κατά την αρχική προσγείωση του σκάφους. Διανομή αποθεμάτων και φορτίου. Υπολογισμός της προσγείωσης και αρχικής ευστάθειας του σκάφους σύμφωνα με τη μέθοδο παραλαβής μικρού φορτίου. Έλεγχος της διαμήκους αντοχής της γάστρας.

εργασίες ελέγχου, προστέθηκε 19/11/2012


Τεχνικές παράμετροι του καθολικού σκάφους. Χαρακτηριστικά φορτίων, κατανομή τους ανά χώρο φορτίου. Απαιτήσεις σχεδίου φορτίου. Προσδιορισμός της εκτιμώμενης μετατόπισης και του χρόνου ταξιδιού. Έλεγχος της αντοχής και υπολογισμός της ευστάθειας του πλοίου.

Σταθερότηταονομάζεται η ικανότητα του πλοίου να αντιστέκεται στις δυνάμεις που το αποκλίνουν από τη θέση ισορροπίας και να επιστρέψει στην αρχική του θέση ισορροπίας μετά τον τερματισμό αυτών των δυνάμεων.

Οι ληφθείσες συνθήκες ισορροπίας του πλοίου δεν επαρκούν για να επιπλέει συνεχώς σε μια δεδομένη θέση σε σχέση με την επιφάνεια του νερού. Είναι επίσης απαραίτητο η ισορροπία του σκάφους να είναι σταθερή. Η ιδιότητα, που στη μηχανική ονομάζεται ευστάθεια της ισορροπίας, στη θεωρία του πλοίου συνήθως ονομάζεται ευστάθεια. Έτσι, η άνωση παρέχει τις συνθήκες για τη θέση ισορροπίας του σκάφους με μια δεδομένη προσγείωση και η σταθερότητα διασφαλίζει τη διατήρηση αυτής της θέσης.

Η σταθερότητα του σκάφους αλλάζει με την αύξηση της γωνίας κλίσης και σε μια ορισμένη τιμή χάνεται εντελώς. Επομένως, φαίνεται σκόπιμο να μελετηθεί η ευστάθεια του σκάφους σε μικρές (θεωρητικά απειροελάχιστες) αποκλίσεις από τη θέση ισορροπίας με Θ = 0, Ψ = 0, και στη συνέχεια να προσδιοριστούν τα χαρακτηριστικά της ευστάθειάς του, τα επιτρεπτά όριά τους σε μεγάλες κλίσεις.

Συνηθίζεται να διακρίνουμε σταθερότητα σκάφους σε χαμηλές γωνίες κλίσης (αρχική σταθερότητα) και σταθερότητα σε υψηλές γωνίες κλίσης.

Όταν εξετάζουμε μικρές κλίσεις, είναι δυνατό να γίνουν ορισμένες υποθέσεις που καθιστούν δυνατή τη μελέτη της αρχικής σταθερότητας του σκάφους στο πλαίσιο της γραμμικής θεωρίας και τη λήψη απλών μαθηματικών εξαρτήσεων των χαρακτηριστικών του. Η σταθερότητα του σκάφους σε μεγάλες γωνίες κλίσης μελετάται χρησιμοποιώντας μια εκλεπτυσμένη μη γραμμική θεωρία. Όπως είναι φυσικό, η ιδιότητα ευστάθειας του πλοίου είναι ενιαία και η αποδεκτή διαίρεση είναι καθαρά μεθοδολογική.

Κατά τη μελέτη της ευστάθειας ενός σκάφους, οι κλίσεις του λαμβάνονται υπόψη σε δύο αμοιβαία κάθετα επίπεδα - εγκάρσια και διαμήκη. Όταν το αγγείο γέρνει στο εγκάρσιο επίπεδο, που καθορίζεται από τις γωνίες της πτέρνας, μελετάται πλευρική σταθερότητα; με κλίσεις στο διάμηκες επίπεδο, που καθορίζονται από τις γωνίες περικοπής, μελετήστε το διαμήκης σταθερότητα.

Εάν η κλίση του πλοίου συμβαίνει χωρίς σημαντικές γωνιακές επιταχύνσεις (άντληση υγρού φορτίου, αργή ροή νερού στο διαμέρισμα), τότε η σταθερότητα ονομάζεται στατικός.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι δυνάμεις που γέρνουν το σκάφος δρουν ξαφνικά, προκαλώντας σημαντικές γωνιακές επιταχύνσεις (σύγκρουση ανέμου, κύμα κυμάτων κ.λπ.). Σε τέτοιες περιπτώσεις, σκεφτείτε δυναμικόςσταθερότητα.

Η σταθερότητα είναι μια πολύ σημαντική ναυτική ιδιότητα ενός σκάφους. μαζί με την άνωση, εξασφαλίζει την πλοήγηση του σκάφους σε μια δεδομένη θέση σε σχέση με την επιφάνεια του νερού, η οποία είναι απαραίτητη για την εξασφάλιση της πρόωσης και των ελιγμών. Η μείωση της ευστάθειας του πλοίου μπορεί να προκαλέσει κύλιση και περικοπή έκτακτης ανάγκης και η πλήρης απώλεια ευστάθειας μπορεί να προκαλέσει την ανατροπή του.

Προκειμένου να αποφευχθεί μια επικίνδυνη μείωση της ευστάθειας του πλοίου, όλα τα μέλη του πληρώματος πρέπει:

Έχετε πάντα μια σαφή ιδέα για τη σταθερότητα του πλοίου.

Γνωρίστε τους λόγους που μειώνουν τη σταθερότητα.

Να γνωρίζει και να μπορεί να εφαρμόζει όλα τα μέσα και μέτρα για τη διατήρηση και την αποκατάσταση της σταθερότητας.

Ας βρούμε την συνθήκη υπό την οποία ένα πλοίο που επιπλέει σε ισορροπία χωρίς τακούνι και φτέρνα θα έχει αρχική σταθερότητα. Υποθέτουμε ότι τα φορτία δεν μετατοπίζονται όταν το πλοίο έχει κλίση και το CG του πλοίου παραμένει στο σημείο που αντιστοιχεί στην αρχική θέση.

Όταν το σκάφος έχει κλίση, η δύναμη της βαρύτητας P και οι δυνάμεις άνωσης γV σχηματίζουν ένα ζεύγος, η ροπή του οποίου επιδρά στο σκάφος με συγκεκριμένο τρόπο. Η φύση αυτής της επίδρασης εξαρτάται από τη σχετική θέση του CG και του μετακέντρου.

Εικόνα 3.9 - Πρώτη περίπτωση ευστάθειας αγγείου

Υπάρχουν τρεις τυπικές περιπτώσεις της κατάστασης του σκάφους για τις οποίες η επίδραση της ροπής των δυνάμεων P και γV σε αυτό είναι ποιοτικά διαφορετική. Εξετάστε τα στο παράδειγμα των εγκάρσιων κλίσεων.

1η περίπτωση(Εικόνα 3.9) - το μετακέντρο βρίσκεται πάνω από το CG, δηλ. z m > z g . Σε αυτή την περίπτωση, είναι δυνατή μια διαφορετική θέση του κέντρου μεγέθους σε σχέση με το κέντρο βάρους.

1) Στην αρχική θέση, το κέντρο μεγέθους (σημείο C 0) βρίσκεται κάτω από το κέντρο βάρους (σημείο G) (Εικόνα 3.9, α), αλλά όταν έχει κλίση, το κέντρο μεγέθους μετατοπίζεται τόσο πολύ προς την κατεύθυνση της κλίσης ότι το μετακέντρο (σημείο m) βρίσκεται πάνω από το κέντρο βάρους του πλοίου. Η ροπή των δυνάμεων P και γV τείνει να επαναφέρει το πλοίο στην αρχική του θέση ισορροπίας και επομένως είναι σταθερό. Μια παρόμοια διάταξη των σημείων m, G και C 0 βρίσκεται στα περισσότερα πλοία.

2) Στην αρχική θέση, το κέντρο μεγέθους (σημείο C 0) βρίσκεται πάνω από το κέντρο βάρους (σημείο G) (Εικόνα 3.9, β). Όταν το πλοίο έχει κλίση, η προκύπτουσα ροπή των δυνάμεων P και γV ευθυγραμμίζει το πλοίο και επομένως είναι σταθερό. Σε αυτή την περίπτωση, ανεξάρτητα από το μέγεθος της μετατόπισης του κέντρου μεγέθους κατά την κλίση, ένα ζεύγος δυνάμεων τείνει πάντα να ισιώσει το πλοίο. Αυτό συμβαίνει επειδή το σημείο G βρίσκεται κάτω από το σημείο C 0 . Μια τόσο χαμηλή θέση του κέντρου βάρους, που παρέχει άνευ όρων σταθερότητα στα πλοία, είναι δύσκολο να εφαρμοστεί εποικοδομητικά. Μια τέτοια διάταξη του κέντρου βάρους μπορεί να βρεθεί ιδιαίτερα σε ιστιοπλοϊκά γιοτ.

Εικόνα 3.10 - Δεύτερη και τρίτη περίπτωση ευστάθειας αγγείου

2η περίπτωση(Εικόνα 3.10, α) - το μετακέντρο βρίσκεται κάτω από το CG, δηλ. z m< z g . В этом случае при наклонении судна момент сил Р и γV 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.

3η περίπτωση(Εικόνα 3.10, β) - το μετακέντρο συμπίπτει με το CG, δηλ. z m = z g . Σε αυτήν την περίπτωση, όταν το πλοίο έχει κλίση, οι δυνάμεις P και γV συνεχίζουν να ενεργούν κατά μήκος της ίδιας κατακόρυφου, η ροπή τους είναι ίση με μηδέν - το πλοίο θα βρίσκεται σε κατάσταση ισορροπίας στη νέα θέση. Στη μηχανική, αυτή είναι μια περίπτωση αδιάφορης ισορροπίας.

Από την άποψη της θεωρίας του πλοίου, σύμφωνα με τον ορισμό της ευστάθειας του πλοίου, το πλοίο είναι σταθερό στην 1η περίπτωση και όχι σταθερό στην 2η και 3η περίπτωση.

Άρα, προϋπόθεση για την αρχική σταθερότητα του αγγείου είναι η θέση του μετακέντρου πάνω από το CG. Το πλοίο έχει εγκάρσια ευστάθεια εάν z m > z g , (3.7)

και διαμήκης ευστάθεια αν z m > z g . (3.8)

Ως εκ τούτου, η φυσική έννοια του μετακέντρου γίνεται σαφής. Αυτό το σημείο είναι το όριο στο οποίο μπορεί να ανυψωθεί το κέντρο βάρους χωρίς να στερηθεί από το πλοίο η θετική αρχική ευστάθεια.

Η απόσταση μεταξύ του μετακέντρου και του CG του πλοίου στο Ψ = Θ = 0 ονομάζεται αρχικό μετακεντρικό ύψοςή απλά μετακεντρικό ύψος.Το εγκάρσιο και το διαμήκη επίπεδο κλίσης του σκάφους αντιστοιχούν αντίστοιχα στα εγκάρσια h και διαμήκη H μετακεντρικά ύψη. Είναι προφανές ότι

h = z m – z g και H = z m – z g , (3.9)

ή h = z c + r – z g και H = z c + R – z g , (3.10)

h = r – α και H = R – α, 3,11)

όπου α = z g – z c είναι η ανύψωση του CT πάνω από το CV.

Όπως μπορείτε να δείτε, το h και το H διαφέρουν μόνο σε μετακεντρικές ακτίνες, επειδή α είναι η ίδια ποσότητα.

, άρα το H είναι πολύ μεγαλύτερο από το h.

α \u003d (1%) R, επομένως, στην πράξη, πιστεύεται ότι το H \u003d R.

Αβύθιση πλοίου

αβύθισηονομάζεται η ικανότητα του σκάφους μετά την πλημμύρα τμήματος των εγκαταστάσεων να διατηρεί επαρκή άνωση και σταθερότητα. Η αβύθιση, σε αντίθεση με την άνωση και τη σταθερότητα, δεν αποτελεί ανεξάρτητη αξιοπλοΐα ενός σκάφους. Η αβύθιση μπορεί να ονομαστεί ιδιότητα ενός πλοίου διατηρούν την αξιοπλοΐα τουςόταν ένα μέρος του υδατοστεγούς όγκου του κύτους είναι πλημμυρισμένο, και η θεωρία της αβύθισης μπορεί να χαρακτηριστεί ως η θεωρία της άνωσης και της ευστάθειας ενός κατεστραμμένου πλοίου.

Ένα πλοίο με καλή αβύθιση, όταν ένα ή περισσότερα διαμερίσματα πλημμυρίζουν, πρέπει πρώτα απ' όλα να παραμένει επιπλέει και να έχει επαρκή σταθερότητα ώστε να μην ανατραπεί. Επιπλέον, το πλοίο δεν θα πρέπει να χάνει την πρόωση, η οποία εξαρτάται από το βύθισμα, το ρολό και το τελείωμα. Η αύξηση του βυθίσματος, η σημαντική λίστα και η επένδυση αυξάνουν την αντίσταση του νερού στην κίνηση του σκάφους και βλάπτουν την απόδοση των ελίκων και των μηχανισμών του πλοίου. Το σκάφος πρέπει επίσης να διατηρεί την ικανότητα ελέγχου, η οποία, με ένα καλό σύστημα διεύθυνσης, εξαρτάται από την κύλιση και την επένδυση.

Η αβύθιση είναι ένα από τα στοιχεία της επιβίωσης του πλοίου, καθώς η απώλεια της αβύθισης συνδέεται με σοβαρές συνέπειες - θάνατο του πλοίου και των ανθρώπων, επομένως η παροχή του είναι ένα από τα πιο σημαντικά καθήκοντα τόσο για τους ναυπηγούς όσο και για το πλήρωμα. Στην πράξη, η αβύθιση διασφαλίζεται σε όλα τα στάδια της ζωής του πλοίου: από τους ναυπηγούς στα στάδια σχεδιασμού, κατασκευής και επισκευής του πλοίου. από το πλήρωμα κατά τη λειτουργία ενός άθικτου πλοίου· πλήρωμα απευθείας σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης. Από μια τέτοια διαίρεση προκύπτει ότι η αβύθιση εξασφαλίζεται από τρία σετ μέτρων:

Δομικά μέτρα που εκτελούνται κατά τον σχεδιασμό, την κατασκευή και την επισκευή του πλοίου.

Οργανωτικά και τεχνικά μέτρα που είναι προληπτικά και πραγματοποιούνται κατά τη λειτουργία του σκάφους.

Μέτρα για την καταπολέμηση της αβύθισης μετά το ατύχημα, με στόχο την καταπολέμηση της εισόδου νερού, την αποκατάσταση της σταθερότητας και την ανόρθωση του κατεστραμμένου σκάφους.

εποικοδομητικές δραστηριότητες.Αυτά τα μέτρα εκτελούνται στα στάδια του σχεδιασμού και της κατασκευής του σκάφους και περιορίζονται στον καθορισμό τέτοιων περιθωρίων πλευστότητας και ευστάθειας, έτσι ώστε όταν ένας δεδομένος αριθμός διαμερισμάτων πλημμυρίζει, η αλλαγή στην προσγείωση και τη σταθερότητα του σκάφους έκτακτης ανάγκης να μην υπερβαίνει τα ελάχιστα επιτρεπόμενα όρια. Το πιο αποτελεσματικό μέσο για τη χρήση της εφεδρικής άνωσης σε περίπτωση ζημιάς στο κύτος είναι η διαίρεση του σκάφους σε διαμερίσματα με στεγανά διαφράγματα και καταστρώματα. Πράγματι, εάν το πλοίο δεν έχει εσωτερική υποδιαίρεση σε διαμερίσματα, τότε με την παρουσία μιας υποβρύχιας τρύπας, το κύτος θα γεμίσει με νερό και το πλοίο δεν θα μπορεί να χρησιμοποιήσει την εφεδρεία άνωσης. Η διαίρεση των πλοίων σε διαμερίσματα πραγματοποιείται σύμφωνα με το Μέρος V των «Κανόνων ταξινόμησης και ναυπήγησης θαλάσσιων πλοίων» του Ναυτικού Νηογνώμονα. Η ίσαλο γραμμή ενός άθικτου πλοίου, που χρησιμοποιείται κατά τη διαίρεση σε διαμερίσματα, η θέση του οποίου καταγράφεται στην τεκμηρίωση του πλοίου, ονομάζεται υποδιαίρεση ίσαλου γραμμής φορτίου. Η ίσαλο γραμμή ενός κατεστραμμένου πλοίου μετά από πλημμύρα ενός ή περισσότερων οιδημάτων ονομάζεται γραμμή έκτακτης ανάγκης. Το σκάφος χάνει την άνωσή του εάν συμπέσει η ζημιά στην ίσαλο γραμμή οριακή γραμμή βύθισης- τη γραμμή τομής της εξωτερικής επιφάνειας της επένδυσης του καταστρώματος στεγανών με την εξωτερική επιφάνεια της πλευρικής επένδυσης στο πλάι. Το μεγαλύτερο μήκος του τμήματος του πλοίου κάτω από τη γραμμή του περιθωρίου είναι μήκος διαίρεσης του σκάφους σε διαμερίσματα. Κάτω από κατάστρωμα διαφραγμάτωνκατανοούν το ανώτατο κατάστρωμα, στο οποίο τοποθετούνται εγκάρσια στεγανά διαφράγματα σε όλο το πλάτος του σκάφους.

Η ποσότητα του νερού που χύνεται στο κατεστραμμένο διαμέρισμα του πλοίου προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας συντελεστής διαπερατότητας δωματίουμ είναι η αναλογία του όγκου που μπορεί να γεμίσει με νερό όταν το διαμέρισμα είναι πλημμυρισμένο προς τον συνολικό θεωρητικό όγκο του δωματίου. Ρυθμίζονται οι ακόλουθοι συντελεστές διαπερατότητας:

Για χώρους που καταλαμβάνονται από μηχανισμούς - 0,85.

Για χώρους που καταλαμβάνονται από αγαθά ή αποθέματα - 0,6.

Για οικιστικούς χώρους και χώρους που καταλαμβάνονται από φορτία με υψηλή διαπερατότητα (άδεια δοχεία κ.λπ.) - 0,95.

Για κενές και δεξαμενές έρματος - 0,98.

Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της αβύθισης του πλοίου είναι μέγιστο μήκος πλημμύρας, το οποίο νοείται ως το μέγιστο μήκος του διαμερίσματος υπό όρους μετά την πλημμύρα του οποίου, με συντελεστή διαπερατότητας ίσο με 0,80, με το βύθισμα της αντίστοιχης ίσαλου γραμμής φορτίου που χωρίζει το σκάφος σε διαμερίσματα και ελλείψει αρχικής επένδυσης, η έκτακτη ανάγκη η ίσαλο γραμμή θα αγγίξει την οριακή γραμμή βύθισης.

Ένα σημαντικό εποικοδομητικό μέτρο για τη διασφάλιση της αβύθισης είναι η δημιουργία ανθεκτικών και υδατοστεγών κλεισίμων (πόρτες, καταπακτές, λαιμοί) εγκατεστημένων κατά μήκος του περιγράμματος του στεγανού διαμερίσματος, τα οποία θα πρέπει να λειτουργούν καλά κατά τη φτέρνα, το κόψιμο και τα θαλάσσια κύματα. Για όλες τις συρόμενες και αρθρωτές πόρτες σε στεγανά διαφράγματα, πρέπει να παρέχονται ενδείξεις στη γέφυρα ναυσιπλοΐας για να υποδεικνύουν τη θέση τους. Η στεγανότητα και η αντοχή του σκάφους πρέπει να διασφαλίζονται όχι μόνο στο υποβρύχιο τμήμα, αλλά και στο επιφανειακό τμήμα του κύτους, καθώς αυτό καθορίζει το περιθώριο άνωσης που καταναλώνεται σε περίπτωση βλάβης.

Για τον ενεργό αγώνα του πληρώματος για αβύθιση, το πλοίο προβλέπει επίσης:

Δημιουργία συστημάτων πλοίων (κλίση, περιποίηση, αποστράγγιση, αποστράγγιση, άντληση υγρού φορτίου, πλημμύρα, κάθοδος και παράκαμψη, έρμα).

Προμήθεια εξοπλισμού και υλικών έκτακτης ανάγκης.

Τέτοια κλεισίματα, συστήματα και μηχανισμοί πρέπει να φέρουν την κατάλληλη σήμανση ώστε να διασφαλίζεται η σωστή χρήση τους με τη μέγιστη απόδοση. Καλούνται περιοχές έκτακτης ανάγκης θέσεις έκτακτης ανάγκης. Αυτά μπορεί να είναι ειδικά δωμάτια ή ντουλάπια, κουτιά και ασπίδες στο κατάστρωμα. Σε τέτοιους σταθμούς μπορούν να μεταφερθούν συσκευές για την απομακρυσμένη εκκίνηση συστημάτων πλοίων.

Οργανωτικά και τεχνικά μέτρα.Τα οργανωτικά και τεχνικά μέτρα για τη διασφάλιση της πλημμυρικότητας εκτελούνται από το πλήρωμα του πλοίου κατά τη λειτουργία, προκειμένου να αποτραπεί η είσοδος νερού στα διαμερίσματα, καθώς και να διατηρηθεί η προσγείωση και η σταθερότητα του πλοίου, αποτρέποντας την πλημμύρα ή την ανατροπή του. Αυτές οι δραστηριότητες περιλαμβάνουν:

Σωστή οργάνωση και συστηματική εκπαίδευση του πληρώματος για τον αγώνα για αβύθιση.

Συντήρηση όλων των τεχνικών μέσων αγώνα για αβύθιση, παροχή έκτακτης ανάγκης σε κατάσταση που να εγγυάται τη δυνατότητα άμεσης χρήσης τους.

Συστηματική παρακολούθηση της κατάστασης όλων των κατασκευών κύτους για έλεγχο της φθοράς τους (διάβρωση), αντικατάσταση μεμονωμένων δομικών στοιχείων κατά τις τρέχουσες ή μεσαίες επισκευές σε περίπτωση υπέρβασης των καθορισμένων ρυθμών φθοράς.

Προγραμματισμένη βαφή δομών κύτους.

Εξάλειψη στρεβλώσεων και χαλάρωσης υδατοστεγών θυρών, καταπακτών και παραθύρων, συστηματική βηματοδότηση και συντήρηση όλων των συσκευών στεγανοποίησης σε καλή κατάσταση.

Έλεγχος των ανοιγμάτων της εξωλέμβιας, ειδικά όταν ελλιμενίζεται πλοίο.

Αυστηρή τήρηση των οδηγιών για την παραλαβή και κατανάλωση υγρών καυσίμων.

Στερέωση φορτίου με στοιβαγμένο τρόπο και παρεμπόδιση της μετακίνησής τους κατά την εκτόξευση (ειδικά κατά μήκος του πλοίου).

Αποζημίωση για απώλειες σταθερότητας που προκαλούνται από παγοποίηση του δοχείου με λήψη υγρού έρματος και λήψη μέτρων για την απομάκρυνση του πάγου (σχίσιμο, πλύσιμο με ζεστό νερό).

Αγώνας για το αήττητο.Ο αγώνας για αβύθιση νοείται ως ένα σύνολο ενεργειών του πληρώματος που στοχεύουν στη διατήρηση και πιθανή αποκατάσταση των αποθεμάτων πλευστότητας και σταθερότητας του σκάφους, καθώς και να το φέρουν σε θέση που παρέχει πρόωση και δυνατότητα ελέγχου.

Ο αγώνας για αβύθιση διεξάγεται αμέσως αφού το πλοίο δεχτεί ζημιά και αποτελείται από καταπολέμηση του εισερχόμενου νερού, αξιολόγηση της κατάστασής του και μέτρα για την αποκατάσταση της σταθερότητας και την ανόρθωση του σκάφους.

Καταπολέμηση του εισερχόμενου νερούσυνίσταται στην ανίχνευση της εισόδου νερού στο πλοίο, στη λήψη πιθανών μέτρων για την αποτροπή ή τον περιορισμό της εισόδου και περαιτέρω εξάπλωσης του εξωλέμβιου νερού μέσω του πλοίου, καθώς και την απομάκρυνσή του. Παράλληλα, λαμβάνονται μέτρα για την αποκατάσταση της στεγανότητας των πλευρών, των διαφραγμάτων, των πλατφορμών και τη διασφάλιση της στεγανότητας των διαμερισμάτων έκτακτης ανάγκης. Μικρές τρύπες, ανοιχτές ραφές, ρωγμές σφραγίζονται με ξύλινες σφήνες και βύσματα (μπριζολάκια) (Εικόνα 3.11). Οι μεγαλύτερες τρύπες καλύπτονται με ένα σκληρό μεταλλικό έμπλαστρο ή χαλάκι, πιεσμένο προς τα κάτω με μια ασπίδα.

Εικόνα 3.11 - Ξύλινες σφήνες και βύσματα: Εικόνα 3.12 - Μπουλόνια σύσφιξης:

α, β, γ - σφήνες. d, e - βύσματα a - με πτυσσόμενο βραχίονα. β, γ - γάντζος.

Για τη στερέωσή τους, το κιτ εξοπλισμού έκτακτης ανάγκης περιλαμβάνει ειδικά μπουλόνια και σφιγκτήρες, διαχωριστικές ράβδους και σφήνες (Εικόνα 3.12 3.15). Το σφράγισμα της τρύπας με τους τρόπους που περιγράφονται είναι ένα προσωρινό μέτρο. Μετά την άντληση του νερού, η τελική αποκατάσταση της στεγανότητας πραγματοποιείται με σκυροδέτηση της οπής – τοποθέτηση τσιμεντοκιβωτίου. Η επιτυχία της σφράγισης μικρών οπών εξαρτάται από τη θέση τους (επιφανειακή ή υποβρύχια), από την προσβασιμότητα της οπής από το εσωτερικό του σκάφους, από το σχήμα της και τη θέση των άκρων του σχισμένου μετάλλου (μέσα στη γάστρα ή έξω).

Εικόνα 3.13 - Μεταλλικά μπαλώματα:

α - βαλβίδα? β - με μπουλόνι σύσφιξης. 1 - σώμα σε σχήμα κουτιού. 2 - ενισχυτικά. 3 - υποδοχή για συρόμενο στοπ. 4 - σωλήνες διακλάδωσης με βύσματα για ράβδους μπουλονιών αγκίστρου. 5 - βαλβίδα? 6 - οπές για τη στερέωση των άκρων της ουράς. 7.8 - μπουλόνι σύσφιξης με πτυσσόμενο βραχίονα. 9 - παξιμάδι με λαβές. 10 - δίσκος πίεσης.

Εικόνα 3.14 - Μεταλλικό συρόμενο στοπ:

1.8 - ρουλεμάν ώθησης. 2,3 - παξιμάδια με λαβές. 4 - καρφίτσα? 5 - εξωτερικός σωλήνας. 6 - εσωτερικός σωλήνας. 7 - μεντεσέ

Στις εγκαταστάσεις που γειτνιάζουν με το διαμέρισμα έκτακτης ανάγκης, το νερό μπορεί να εισέλθει ως αποτέλεσμα της διήθησής του μέσω διαφόρων διαρροών (παραβίαση της στεγανότητας των αδένων του διαφράγματος των αγωγών, των καλωδίων κ.λπ.). Σε τέτοιες περιπτώσεις, η στεγανότητα αποκαθίσταται με καλαφάτισμα, σφήνες ή βύσματα και τα ίδια τα διαφράγματα ενισχύονται με ράβδους έκτακτης ανάγκης για να αποφευχθεί ο λυγισμός ή η καταστροφή τους.

Εικόνα 3.15 - Σφιγκτήρας έκτακτης ανάγκης: α - με λαβές για πλαίσια τύπου καναλιού. b - λαβή για πλαίσια τύπου λαμπτήρα. 1 - σφιγκτήρας? 2 - βίδα σύσφιξης. 3 - λαβές βιδών σύσφιξης. 4 - ρυθμιστικό παξιμαδιών. 5 - βίδες ασφάλισης. 6 - μπουλόνια στερέωσης δύο

ράβδοι καναλιών? 7- σύλληψη

Εικόνα 3.16 - Μαλακά μπαλώματα

α - εκπαιδευτικό? 1 - καμβάς? 2 - υλικολογισμικό. 3 - λύκτρος; 4 - γωνιακές δακτυλήθρες. 5 - krengels για το άκρο ελέγχου. β - γεμιστό: 1 - κάλυμμα καμβά δύο στρώσεων. 2 - γεμιστό χαλάκι. 3 - υλικολογισμικό. 4 - γωνιακή δακτυλήθρα. γ - ελαφρύ: 1 - γωνιακή δακτυλήθρα. 2 - λύκτρος; 3 - τσέπη για ράγα. 4 - διαχωριστική ράγα από τον σωλήνα. 5.7 - στρώματα καμβά. 6 - μαξιλάρι από τσόχα. g - ταχυδρομείο αλυσίδας: 1.2 - διπλό στρώμα μαξιλαριού από καμβά. 3 - μπάλωμα λύκτρος? 4 – δακτύλιος πλέγματος. 5 - πλυντήριο καμβά. 6 - διχτυωτός λύκτρος

Οι μαλακοί σοβάδες (εικόνα 3.16) είναι τα κύρια μέσα για την προσωρινή σφράγιση των οπών, καθώς μπορούν να χωρέσουν άνετα κατά μήκος των περιγραμμάτων του κύτους του πλοίου σε οποιοδήποτε σημείο.

Λογοτεχνία:: σ.36-47; : σ.37-53, 112-119: : σ.42-52; : με. 288-290.

Ερωτήσεις για αυτοέλεγχο:

1. Ποιες είναι οι κύριες διαστάσεις του σκάφους;

2. Ορίστε την αξιοπλοΐα ενός σκάφους;

3. Πλευστότητα σκάφους;

4. Δώστε έναν ορισμό όλων των ογκομετρικών λειτουργικών χαρακτηριστικών του σκάφους;

5. Σχεδιάστε μια γραμμή φορτίου και αποκρυπτογραφήστε τα γράμματα στη χτένα;

6. Τι ονομάζεται αβύθιση του σκάφους;

7. Ποια οργανωτικά και τεχνικά μέτρα διασφαλίζουν την αβύθιση;

8. Τι ονομάζεται ευστάθεια του αγγείου;

9. Δώστε τον ορισμό του μετακεντρικού ύψους;

Εξοπλισμός διεύθυνσης

Σχέδια πηδαλίου

Το πηδάλιο ενός σύγχρονου πλοίου είναι μια κατακόρυφη πτέρυγα με εσωτερικές ενισχυτικές νευρώσεις, που περιστρέφεται γύρω από έναν κατακόρυφο άξονα, η περιοχή για τα θαλάσσια σκάφη είναι 1/10 - 1/60 της περιοχής του βυθισμένου τμήματος του DP (το γινόμενο του μήκους του σκάφους και του βύθισμά του: LT).

Το σχήμα του πηδαλίου επηρεάζεται σημαντικά από το σχήμα του πίσω άκρου του σκάφους και τη θέση της προπέλας.

Ανάλογα με το σχήμα του προφίλ των φτερών, τα πηδάλια χωρίζονται σε επίπεδα και βελτιωμένα προφίλ. Το πηδάλιο προφίλ αποτελείται από δύο κυρτά εξωτερικά κελύφη με νευρώσεις και κάθετα διαφράγματα στο εσωτερικό, συγκολλημένα μεταξύ τους και σχηματίζοντας ένα πλαίσιο για αύξηση της ακαμψίας, το οποίο καλύπτεται και στις δύο πλευρές με φύλλα χάλυβα συγκολλημένα σε αυτό.

Τα πηδάλια προφίλ έχουν πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα ελασματοειδή:

Υψηλότερη τιμή της κανονικής δύναμης πίεσης στο τιμόνι.

Λιγότερη ροπή που απαιτείται για να στρίψετε το τιμόνι.

Επιπλέον, το βελτιωμένο πηδάλιο βελτιώνει τις ιδιότητες πρόωσης του σκάφους. Επομένως, βρήκε τη μεγαλύτερη χρήση.

Η εσωτερική κοιλότητα της λεπίδας του πηδαλίου είναι γεμάτη με ένα πορώδες υλικό που εμποδίζει την είσοδο νερού στο εσωτερικό. Η λεπίδα του πηδαλίου είναι προσαρτημένη στο πηδάλιο μαζί με τις νευρώσεις (Εικόνα 4.1). Τα κομμάτια πηδαλίου χυτεύονται (ή σφυρηλατούνται) μαζί με μεντεσέδες για την ανάρτηση του πηδαλίου στον στύλο του πηδαλίου (η χύτευση μερικές φορές αντικαθίσταται από μια συγκολλημένη κατασκευή), η οποία αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του στύλου της πρύμνης.

Το μέγεθος της περιοχής της λεπίδας του πηδαλίου εξαρτάται από τον τύπο του σκάφους και τον σκοπό του. Για μια κατά προσέγγιση εκτίμηση της απαιτούμενης περιοχής πηδαλίου, χρησιμοποιείται συνήθως ο λόγος S / LT, ο οποίος είναι 1,8-2,7 για πλοία θαλάσσιων μεταφορών με ένα πηδάλιο και 1,8-2,2 για δεξαμενόπλοια.

για ρυμουλκά - 3-6. για σκάφη ακτοπλοΐας - 2.3-3.3.

Με μέθοδος σύνδεσηςμε σώμα και αριθμός στηρίξεωνΤα παθητικά πηδάλια πένας χωρίζονται σε:

Απλή (πολλαπλή υποστήριξη) (Εικόνα 4.2, α, 6).

Ημι-αναρτημένο (μονό στήριγμα - αναρτημένο σε κοντάκι και στηριγμένο στο σώμα σε ένα σημείο) (Εικόνα 4.2, γ).

Αναρτημένο (μη υποστηριζόμενο, αναρτημένο σε απόθεμα) (Εικόνα 4.2, δ).

Με θέση άξονα baller σε σχέση με το στυλό διακρίνονται:

Τα πηδάλια είναι ανισόρροπα (συνήθη), στα οποία ο άξονας του βραχίονα περνά κοντά στο μπροστινό άκρο του στυλό.

Εξισορρόπηση, ο άξονας του μπαλαριού στον οποίο βρίσκεται σε κάποια απόσταση από το μπροστινό άκρο του πηδαλίου. Τα ημι-αναρτημένα πηδάλια εξισορρόπησης ονομάζονται επίσης ημι-εξισορροπητικά.

Τα μη ισορροπημένα πηδάλια εγκαθίστανται σε πλοία με ένα ρότορα, ημι-ισορροπημένα και ισορροπημένα - σε όλα τα πλοία. Η χρήση εξωλέμβιων (ισορροπημένων) πηδαλίων καθιστά δυνατή τη μείωση της ισχύος του μηχανήματος διεύθυνσης μειώνοντας τη ροπή που απαιτείται για τη μετατόπιση του πηδαλίου.

Εικόνα 4.1 - Συσκευή διεύθυνσης με ημι-αναρτημένο ισορροπημένο εξορθολογισμένο τιμόνι: 1 - λεπίδα πηδαλίου. 2 - ruderpis; 3 - κάτω ρουλεμάν ώθησης του μπαλαριού. 4 - σωλήνας πηδαλίου. 5 - άνω έδρανο στήριξης-ώσης του κοντάκι. 6 - μηχάνημα διεύθυνσης. 7 - εφεδρικό κυλινδρικό σύστημα διεύθυνσης. 8 - απόθεμα; 9 - κάτω πείρος της λεπίδας του πηδαλίου. 10 - ruderpost

Απόθεμα πηδαλίου- αυτός είναι ένας τεράστιος άξονας με τον οποίο περιστρέφεται η λεπίδα του πηδαλίου. Το κάτω άκρο του κοντάκι έχει συνήθως καμπύλο σχήμα και τελειώνει με ένα πόδι - μια φλάντζα που χρησιμεύει για τη σύνδεση του κοντάκι με τη λεπίδα του πηδαλίου με μπουλόνια, γεγονός που διευκολύνει την αφαίρεση του πηδαλίου κατά τις επισκευές. Μερικές φορές αντί για φλάντζα (ή χρησιμοποιείται σύνδεση κώνου. Η προσάρτηση της λεπίδας του πηδαλίου στο κοντάκι και στη γάστρα σε πολλούς τύπους πλοίων έχει πολλά κοινά και διαφέρει ελαφρώς.

Το κοντάκι του πηδαλίου εισέρχεται στο πίσω διάκενο της γάστρας μέσω ενός σωλήνα θυρίδας τιμονιού, ο οποίος εξασφαλίζει τη στεγανότητα της γάστρας και έχει τουλάχιστον δύο στηρίγματα (ρουλεμάν) σε ύψος. Το κάτω στήριγμα βρίσκεται πάνω από τον σωλήνα της θυρίδας του τιμονιού και, κατά κανόνα, έχει μια σφράγιση κουτιού πλήρωσης που εμποδίζει την είσοδο νερού στο κύτος του πλοίου. το ανώτερο στήριγμα τοποθετείται απευθείας στο σημείο που στερεώνεται ο τομέας ή ο βραχίονας. Συνήθως, το πάνω στήριγμα (ρουλεμάν ώθησης) παίρνει τη μάζα του βραχίονα και της λεπίδας του πηδαλίου, για τα οποία γίνεται μια δακτυλιοειδής προεξοχή στο κοντάκι.

Εκτός από τα πηδάλια, χρησιμοποιούνται προωθητές στα πλοία. Μέσω μιας προπέλας που είναι εγκατεστημένη στο εγκάρσιο κανάλι του κύτους του πλοίου, δημιουργούν μια δύναμη έλξης στην κατεύθυνση κάθετη στο DP του, παρέχουν δυνατότητα ελέγχου όταν το πλοίο δεν κινείται ή όταν κινείται με εξαιρετικά χαμηλές ταχύτητες, όταν τα συμβατικά συστήματα διεύθυνσης είναι αναποτελεσματικές. Ως έλικες χρησιμοποιούνται έλικες σταθερού ή μεταβλητού βήματος, έλικες με πτερύγια ή αντλίες. Οι προωθητήρες βρίσκονται στα άκρα της πλώρης ή της πρύμνης και σε ορισμένα πλοία δύο τέτοιες συσκευές είναι εγκατεστημένες τόσο στο άκρο της πλώρης όσο και στην πρύμνη. Σε αυτή την περίπτωση, είναι δυνατό όχι μόνο να στρίψετε το σκάφος επί τόπου, αλλά και να το μετακινήσετε στο πλάι χωρίς να χρησιμοποιήσετε τις κύριες προπέλες. Για τη βελτίωση του χειρισμού, υπάρχουν επίσης περιστροφικά ακροφύσια στερεωμένα στο κοντάκι και ειδικά πηδάλια εξισορρόπησης.

Θέση ελέγχου

Μέρος συστήματα ελέγχουο μηχανισμός διεύθυνσης περιλαμβάνει:

Θέση ελέγχου με σερβοηλεκτρικό σύστημα.

Ηλεκτρική μετάδοση από τον σταθμό ελέγχου στον ηλεκτροκινητήρα.

Για τον τηλεχειρισμό ηλεκτροϋδραυλικών μηχανών διεύθυνσης σε πλοία, χρησιμοποιείται ευρέως το σύστημα ελέγχου Aist. Μαζί με μια γυροσκοπική πυξίδα και ένα μηχάνημα διεύθυνσης, παρέχει τέσσερις τύπους ελέγχου: "Αυτόματο", "Παρακολούθηση", "Απλό", "Χειροκίνητο".

Τύποι ελέγχου "Αυτόματο", "Παρακολούθηση" είναι οι κύριοι. Σε περίπτωση δυσλειτουργίας αυτών των τύπων ελέγχου του μηχανήματος διεύθυνσης, μεταφέρονται στο "Simple". Σε περίπτωση αστοχίας στη λειτουργία του συστήματος απομακρυσμένης ηλεκτρικής μετάδοσης, μεταβαίνουν στην προβολή "Χειροκίνητη".

Τα εξαρτήματα του συστήματος "Aist" είναι ο πίνακας ελέγχου (PU) - ο αυτόματος πιλότος "Aist", ο ενεργοποιητής (IM-1) και ο αισθητήρας διεύθυνσης (RD).

Ο κύριος στύλος ελέγχου βρίσκεται στην τιμονιέρα κοντά στην πυξίδα του τιμονιού και τον επαναλήπτη γυροσκοπίου. Το τιμόνι ή ο πίνακας ελέγχου του τιμονιού είναι συνήθως τοποθετημένος στην ίδια στήλη με τη μονάδα αυτόματου πιλότου. Το κύριο στοιχείο του ηλεκτρικού κιβωτίου ταχυτήτων είναι ένα σύστημα ελεγκτών που τοποθετούνται στην κολόνα του τιμονιού και συνδέονται με ηλεκτρική καλωδίωση στον κύριο ηλεκτροκινητήρα μετάδοσης κίνησης στο διαμέρισμα του βραχίονα.

μηχανές διεύθυνσης

Μηχανές διεύθυνσης. Επί του παρόντος, δύο τύποι μηχανών διεύθυνσης χρησιμοποιούνται ευρέως - ηλεκτρικές και υδραυλικές. Η λειτουργία των μηχανών διεύθυνσης ελέγχεται εξ αποστάσεως από την τιμονιέρα, χρησιμοποιώντας καλώδιο, ρολό, ηλεκτρικό ή υδραυλικό κιβώτιο ταχυτήτων. Στα σύγχρονα πλοία, τα δύο τελευταία είναι πιο συνηθισμένα.

Γρανάζια τιμονιού

Στα πλοία του πολεμικού ναυτικού χρησιμοποιούνται μια ποικιλία μηχανισμών διεύθυνσης, μεταξύ των οποίων και μηχανισμοί διεύθυνσης με ηλεκτρικά και υδραυλικόςκίνητρα εγχώριας και ξένης παραγωγής. Παρέχουν τη μετάδοση των δυνάμεων του κινητήρα διεύθυνσης στο κοντάκι.

Μεταξύ αυτών, δύο κύριοι τύποι μονάδων δίσκου είναι ευρέως γνωστοί.

Η μηχανική μετάδοση κίνησης από ηλεκτρικό κινητήρα (Εικόνα 4.3) χρησιμοποιείται σε πλοία μικρού και μεσαίου εκτοπίσματος.

Σε αυτήν την κίνηση, το πηδάλιο είναι άκαμπτα στερεωμένο στο κοντάκι του πηδαλίου. Ο τομέας, ελεύθερα τοποθετημένος στο κοντάκι, συνδέεται με το χειριστήριο με τη βοήθεια ενός ελατηρίου αμορτισέρ και με τον κινητήρα του τιμονιού - με ένα γρανάζι.

Το πηδάλιο μετατοπίζεται από έναν ηλεκτρικό κινητήρα μέσω του τομέα και του βραχίονα, και τα δυναμικά φορτία από τους κραδασμούς των κυμάτων αποσβένονται από τα αμορτισέρ.

Σχήμα 4.3 - Συσκευή διεύθυνσης με μηχανικό σύστημα κίνησης βραχίονα

από ηλεκτροκινητήρα:

1 - χειροκίνητη (έκτακτης ανάγκης) κίνηση στους τροχούς. 2 - φρέζα? 3 - μειωτήρας? 4 - τομέας διεύθυνσης. 5- ηλεκτρικός κινητήρας. 6 - ελατήριο, 7 - κοντάκι πηδαλίου. 8-προφίλ τιμόνι? 9 - τμήμα του ατέρμονα τροχού και του φρένου. 10 - σκουλήκι.

Το σχήμα ελέγχου του μηχανήματος διεύθυνσης τομέα με ηλεκτρικό κιβώτιο ταχυτήτων εμφανίζεται στο

εικόνα 4.4

Εικόνα 4.5 - Σχέδιο ελέγχου υδραυλικού συστήματος διεύθυνσης

Μηχάνημα διεύθυνσης με δύο έμβολα:

1 - αισθητήρας θέσης τιμονιού. 2 - καλωδιακό δίκτυο. 3 - ηλεκτροκινητήρας κίνησης της αντλίας λαδιού. 4 - αντλία λαδιού. 5 - κολόνα τιμονιού. 6 - επαναλήπτης θέσης πηδαλίου. 7- δέκτης τηλεκινητήρα. 8- υδραυλικοί κύλινδροι του μηχανήματος διεύθυνσης. 9- κοντάκι πηδαλίου. 10 - αγωγός πετρελαίου. 11 - ανάδραση ράβδου ρύθμισης του σερβο συστήματος. 12 - αισθητήρας τηλεκινητήρα. 13 - πετρελαιαγωγός.

Η κίνηση εμβόλου ισχύος από υδραυλικούς κυλίνδρους χρησιμοποιείται σε σύγχρονα πλοία (Εικόνα 4.5). Αποτελείται από δύο υδραυλικούς κυλίνδρους, μια αντλία λαδιού, έναν τηλεκινητήρα και ένα υδραυλικό σύστημα.

Η λειτουργία της συσκευής έχει ως εξής. Όταν περιστρέφεται το τιμόνι που βρίσκεται στην τιμονιέρα, ο τηλεδυναμικός αισθητήρας του σταθμού ελέγχου παράγει ένα σήμα εντολής με τη μορφή πίεσης λαδιού, το οποίο αντλείται στον κύλινδρο του τηλεκινητήρα από το υδραυλικό σύστημα. Κάτω από τη δράση αυτού του σήματος, ο τηλεκινητήρας κινείται

σύστημα ανάδρασης μοχλού, το οποίο ανοίγει την πρόσβαση του λαδιού ισχύος σε έναν από τους υδραυλικούς κυλίνδρους. Σε αυτή την περίπτωση, το λάδι υπό την πίεση της αντλίας μεταφέρεται από τον έναν κύλινδρο στον άλλο, μετακινώντας το έμβολο και στρέφοντας το χειριστήριο, το κοντάκι και το πηδάλιο στη σωστή κατεύθυνση. Μετά από αυτό, η ράβδος ρύθμισης επιστρέφει στη θέση μηδέν και ο αισθητήρας και ο επαναλήπτης διορθώνουν τη νέα θέση του τιμονιού.

Προκειμένου η πίεση λαδιού στους υδραυλικούς κυλίνδρους να μην αυξάνεται όταν ένα δυνατό κύμα ή ένας μεγάλος πάγος χτυπήσει το πηδάλιο, το υδραυλικό σύστημα είναι εξοπλισμένο με βαλβίδες ασφαλείας και ελατήρια απορρόφησης κραδασμών.

Σε περίπτωση βλάβης του τηλεκινητήρα, το μηχάνημα διεύθυνσης μπορεί να ελεγχθεί χειροκίνητα από το διαμέρισμα του βραχίονα.

Όταν αποτύχουν και οι δύο αντλίες λαδιού, μεταβαίνουν στη χειροκίνητη αλλαγή πηδαλίου, για την οποία οι σωλήνες του υδραυλικού συστήματος συνδέονται απευθείας με τους υδραυλικούς κυλίνδρους, δημιουργώντας πίεση σε αυτούς περιστρέφοντας το τιμόνι στο σταθμό ελέγχου.

Η διάταξη των μονάδων ενός μηχανήματος διεύθυνσης με δύο έμβολα με παρόμοια αρχή λειτουργίας φαίνεται στο Σχήμα 4.6. Αυτά τα μηχανήματα χρησιμοποιούνται ευρέως σε σύγχρονα πλοία, καθώς παρέχουν την υψηλότερη απόδοση από ολόκληρο το σύστημα διεύθυνσης. Σε αυτά, η πίεση του λαδιού εργασίας στους υδραυλικούς κυλίνδρους μετατρέπεται απευθείας πρώτα στη μεταφορική κίνηση του εμβόλου και στη συνέχεια μέσω μιας μηχανικής μετάδοσης στην περιστροφική κίνηση του κορμού του πηδαλίου, το οποίο συνδέεται άκαμπτα με το πηδάλιο. Η απαιτούμενη πίεση λαδιού και η ισχύς του μηχανισμού διεύθυνσης σχηματίζονται από ακτινικές αντλίες εμβόλων μεταβλητής χωρητικότητας και διανέμεται στους κυλίνδρους με έναν τηλεκινητήρα, ο οποίος λαμβάνει εντολή από το τιμόνι από το τιμόνι.

Ο συντελεστής χρήσης της καθαρής μεταφορικής ικανότητας του σκάφους (τύπος, εξήγηση και όρια αλλαγής αυτού του δείκτη).

Σταθερότηταονομάζεται η ικανότητα του πλοίου να αντιστέκεται στις δυνάμεις που το αποκλίνουν από τη θέση ισορροπίας και να επιστρέψει στην αρχική του θέση ισορροπίας μετά τον τερματισμό αυτών των δυνάμεων.

Οι συνθήκες ισορροπίας του πλοίου που λαμβάνονται στο Κεφάλαιο 4 «Πλευστικότητα» δεν επαρκούν για να επιπλέει συνεχώς σε μια δεδομένη θέση σε σχέση με την επιφάνεια του νερού. Είναι επίσης απαραίτητο η ισορροπία του σκάφους να είναι σταθερή. Η ιδιότητα, που στη μηχανική ονομάζεται ευστάθεια της ισορροπίας, στη θεωρία του πλοίου συνήθως ονομάζεται ευστάθεια. Έτσι, η άνωση παρέχει τις συνθήκες για τη θέση ισορροπίας του σκάφους με μια δεδομένη προσγείωση και η σταθερότητα διασφαλίζει τη διατήρηση αυτής της θέσης.

Η σταθερότητα του σκάφους αλλάζει με την αύξηση της γωνίας κλίσης και σε μια ορισμένη τιμή χάνεται εντελώς. Επομένως, φαίνεται σκόπιμο να μελετηθεί η ευστάθεια του σκάφους σε μικρές (θεωρητικά απειροελάχιστες) αποκλίσεις από τη θέση ισορροπίας με Θ = 0, Ψ = 0, και στη συνέχεια να προσδιοριστούν τα χαρακτηριστικά της ευστάθειάς του, τα επιτρεπτά όριά τους σε μεγάλες κλίσεις.

Συνηθίζεται να διακρίνουμε σταθερότητα σκάφους σε χαμηλές γωνίες κλίσης (αρχική σταθερότητα) και σταθερότητα σε υψηλές γωνίες κλίσης.

Όταν εξετάζουμε μικρές κλίσεις, είναι δυνατό να γίνουν ορισμένες υποθέσεις που καθιστούν δυνατή τη μελέτη της αρχικής σταθερότητας του σκάφους στο πλαίσιο της γραμμικής θεωρίας και τη λήψη απλών μαθηματικών εξαρτήσεων των χαρακτηριστικών του. Η σταθερότητα του σκάφους σε μεγάλες γωνίες κλίσης μελετάται χρησιμοποιώντας μια εκλεπτυσμένη μη γραμμική θεωρία. Όπως είναι φυσικό, η ιδιότητα ευστάθειας του πλοίου είναι ενιαία και η αποδεκτή διαίρεση είναι καθαρά μεθοδολογική.

Κατά τη μελέτη της ευστάθειας ενός σκάφους, οι κλίσεις του λαμβάνονται υπόψη σε δύο αμοιβαία κάθετα επίπεδα - εγκάρσια και διαμήκη. Όταν το αγγείο γέρνει στο εγκάρσιο επίπεδο, που καθορίζεται από τις γωνίες της πτέρνας, μελετάται πλευρική σταθερότητα; με κλίσεις στο διάμηκες επίπεδο, που καθορίζονται από τις γωνίες περικοπής, μελετήστε το διαμήκης σταθερότητα.

Εάν η κλίση του πλοίου συμβαίνει χωρίς σημαντικές γωνιακές επιταχύνσεις (άντληση υγρού φορτίου, αργή ροή νερού στο διαμέρισμα), τότε η σταθερότητα ονομάζεται στατικός.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι δυνάμεις που γέρνουν το σκάφος δρουν ξαφνικά, προκαλώντας σημαντικές γωνιακές επιταχύνσεις (σύγκρουση ανέμου, κύμα κυμάτων κ.λπ.). Σε τέτοιες περιπτώσεις, σκεφτείτε δυναμικόςσταθερότητα.

Η σταθερότητα είναι μια πολύ σημαντική ναυτική ιδιότητα ενός σκάφους. μαζί με την άνωση, εξασφαλίζει την πλοήγηση του σκάφους σε μια δεδομένη θέση σε σχέση με την επιφάνεια του νερού, η οποία είναι απαραίτητη για την εξασφάλιση της πρόωσης και των ελιγμών. Η μείωση της ευστάθειας του πλοίου μπορεί να προκαλέσει κύλιση και περικοπή έκτακτης ανάγκης και η πλήρης απώλεια ευστάθειας μπορεί να προκαλέσει την ανατροπή του.

Προκειμένου να αποφευχθεί μια επικίνδυνη μείωση της ευστάθειας του πλοίου, όλα τα μέλη του πληρώματος πρέπει:

να έχετε πάντα μια σαφή ιδέα για τη σταθερότητα του πλοίου.

γνωρίζουν τους λόγους που μειώνουν τη σταθερότητα.

γνωρίζει και μπορεί να εφαρμόζει όλα τα μέσα και μέτρα για τη διατήρηση και την αποκατάσταση της σταθερότητας.