Одним из основных качеств, определяющих мореходность судна, является его остойчивость. Хорошая остойчивость яхты – это, прежде всего, гарантия безопасного плавания в условиях сильного волнения. А также от остойчивости зависит площадь устанавливаемого на судне парусного вооружения, отчего во многом зависят и его скоростные показатели. Сам же термин «остойчивость» означает способность судна противостоять крену. В данной статье остановимся подробнее именно на этом явлении – крене судна.
Причины крена судна
В морской дисциплине крен судна определяется как отклонение диаметральной плоскости корпуса от вертикали, условно проведённой к водной поверхности. Если выражаться более просто и доходчиво, то крен – это любое отклонение условной плоскости корпуса от горизонтального положения. Причин для этого может быть несколько:
- Воздействие волнения на корпус судна, когда под ударами набегающих волн судно начинает раскачиваться и крениться на бок.
- Действие ветра на паруса яхты. Резкие порывы крепкого ветра способны привести к образованию довольно большого крена, часто вызывающего опрокидывание парусника.
- Неправильное расположение груза в трюме судна либо срыв его с креплений во время качки.
- Действие центробежных сил при заходе яхты в крутой поворот.
Тюнинг надувных лодок ПВХ. Весна 2019
Угол крена судна измеряется в градусах, показывающих степень отклонения горизонтального положения его корпуса от условного горизонта морской поверхности. Кроме этого, определение крена судна возможно и по разнице осадки правого и левого борта. Если осадка левого борта больше, то такое положение корпуса называется «крен на левый борт». Когда же осадка судна больше на правый борт, то ситуация определяется как «крен на правый борт».
Виды крена судна
В зависимости от причин, вызывающих крен судна, он может быть нескольких типов. К ним относят нижеперечисленные виды.
Динамический
Самый распространённый из всех видов крена, с которым приходится сталкиваться любому яхтсмену при выходе в открытое море. Возникает под действием неких внешних кратковременных сил. Обычно такими силами являются резкие порывы ветра или удары волны в борт. Динамический крен в силу короткого момента своего возникновения, редко требует вмешательства яхтсмена. Если быть точнее, то экипаж чаще всего просто не успевает предпринять какие-либо конкретные действия по ликвидации возникшего динамического крена.
В результате судно либо самостоятельно выравнивается, благодаря заложенной в его конструкции запаса остойчивости, либо ложится на бок. Способность судна сопротивляться кратковременному динамическому крену и определяет характеристики его остойчивости. При возникновении крена яхты под действием внешней силы, сразу же возникают противоположно направленные уравнивающие силы, стремящиеся привести судно в первоначальное положение.
Малютка 2- новые переделки и обзор булей
Статический
Статическим называют крен судна, возникший под действием некоторой статической, то есть неизменной по своей величине, силы. Причиной статического крена является смещение центра тяжести судна на корму/нос или на один из бортов. К этому обычно приводит неправильная центровка груза или его смещение в результате обрыва креплений.
Кроме того, причиной статического крена судна может стать поступление воды внутрь корпуса в результате полученной пробоины. В данной ситуации судно находится в накрененном положении даже в отсутствии внешнего воздействия в виде волн или ветра. Статический крен определяется как отрицательная начальная остойчивость судна, что при дополнительном воздействии внешних сил с большой долей вероятности может привести к его перевороту.
Продольный
Продольным креном, или дифферентом, судна называется дисбаланс осадки его кормы и носа. Когда осадка кормы больше осадки носа – это дифферент на корму, если же, наоборот, то дифферент на нос. Продольный крен судна оказывает значительное влияние на мореходные качества яхты. Для небольших яхт, с длиной корпуса менее 10 м, максимально допустимым дифферентом считается разница в осадке в 5 см. Больший показатель осадки кормы уменьшает скорость лодки, так как излишне погружённая корма увеличивает силу сопротивления водной массы движению.
Продольный крен увеличивает курсовую устойчивость движущегося судна. В связи с этим яхта хуже слушается руля при необходимости изменить курс. Кроме того, дифферент на корму приводит к тому, что лодка получает склонность уваливания под ветер. У лодок, основным типом движения которых является глиссирование, дифферент на корму затрудняет их выход на устойчивую глиссаду. Наблюдается так называемый эффект «дельфинирования», когда нос судна периодически забрасывается вверх с последующим нырянием вниз.
Продольный крен яхты с дифферентом на нос также приводит к значительному снижению скорости из-за «зарывания» носа в волны, что увеличивает лобовое сопротивление при движении. Яхта, имеющая дифферент на нос, становится рыскливой, чрезмерно «отзывчивой» на малейшее изменение положения руля, хуже держит курс. Особенно явственно это проявляется при движении под углом к волне. Увеличение лобового сопротивления воды у глиссирующих лодок также вызывает проблемы с выходом на глиссаду из-за снижения скорости. Избежать всех перечисленных проблем можно путём правильного размещения груза или балласта внутри корпуса.
Циркуляционный
Циркуляционным креном называется крен, возникающий при вхождении судна в поворот. Величина циркуляционного крена зависит от скорости, на которой судно совершает манёвр, и от радиуса кривизны поворота. Водоизмещающие судна при заходе в поворот кренятся во внешнюю сторону. Глиссирующие же лодки, вследствие динамических особенностей своего движения, накреняются, наоборот, вовнутрь поворотного радиуса.
Слишком резкая перекладка руля на судах с малой остойчивостью может привести к опрокидыванию судна. Кроме того, пассажиры и члены экипажа, не подготовленные к манёвру, могут оказаться за бортом из-за внезапного крена. Поэтому перед заходом в поворот, рулевому следует предусмотреть опасность опрокидывания яхты, а также предупредить находящихся на борту людей о предстоящем манёвре.
Предотвращение крена судна
Как видим, крен является довольно неприятным явлением, способным привести к довольно серьёзным последствиям – выпадению людей за борт, или даже перевороту судна. К слову, переворот возможен не только на борт. В морской истории отмечались случаи переворота судов на полном ходу через нос – как предполагается, именно так погиб знаменитый клипер «Ариэль», победитель «Чайной гонки-1866».
Для предотвращения крена и борьбы с ним, на больших судах устанавливают целые системы выравнивания. В их состав входят водяные цистерны, насосы и баллоны со сжатым воздухом, кингстоны и так далее. Подобные «антикреновые» системы являются частью общей корабельной системы борьбы за живучесть, и позволяют нивелировать возникающие крены и дифференты.
Определение угла крена осуществляется особым прибором – кренометром. Он устанавливается на мостике корабля или в ходовой рубке яхты. Обычно бывает двух видов:
- Отвес, закреплённый на секторе с делениями-градусами.
- Жидкостные, основанные на перемещении пузырька воздуха внутри жидкости.
Сопротивление крену, увеличение его критических показаний, является основной задачей конструкторов судов. Сегодня ко многим серийным яхтам, в числе прочих технических требований, предъявляются нормативы остойчивости. У крейсерских яхт подобный показатель составляет порядка 110-115 о . Если вы владеете яхтой, но не знаете её возможности по сопротивлению опрокидыванию, то рекомендуется провести экспериментальное кренование. Лодку, находящуюся у берега, искусственно накреняют до момента её заваливания на бок. Таким образом, получают данные о возможностях яхты сопротивляться крену различной величины.
- Тематика Морская практика
- 25 Июл 2018
- Ekaterina Mikhailova
Источник: sailroad.ru
Остойчивость корабля — Ship stability
Остойчивость корабля это область военно-морская архитектура и дизайн корабля, который показывает, как корабль ведет себя в море, как в неподвижной воде, так и на волнах, невредимым или поврежденным. При расчетах устойчивости основное внимание уделяется центры тяжести, центры плавучести, метацентры сосудов и то, как они взаимодействуют.
- 1 История
- 2 Дополнительные системы стабилизации
- 2.1 Пассивные системы
- 2.1.1 Трюмный киль
- 2.1.2 Аутригеры
- 2.1.3 Танки Antiroll
- 2.1.4 Параванес
- 2.2.1 Ребра стабилизатора
- 2.2.2 Стабилизация крена руля
- 2.2.3 Гироскопические внутренние стабилизаторы
- 3.1 Неповрежденная стабильность
- 3.2 Устойчивость к повреждениям (Устойчивость в поврежденном состоянии)
История
Модель яхты проходит испытания в буксирный танк из Ньюкаслский университет
Стабильность кораблей в военно-морской архитектуре учитывалась на протяжении сотен лет. Исторически расчеты остойчивости корабля основывались на практическое правило расчеты, часто привязанные к определенной системе измерений. Некоторые из этих очень старых уравнений продолжают использоваться в книгах по военно-морской архитектуре. Однако появление основанных на исчислении методов определения стабильности, в частности, введение Пьером Бугером концепции метацентра в 1740-х гг. бассейн модели корабля, позволяют гораздо более сложный анализ.
Мастера-кораблестроители прошлого использовали систему адаптивного и вариантного проектирования. Корабли часто копировались из поколения в поколение с небольшими изменениями; путем копирования стабильных конструкций обычно удается избежать серьезных проблем. Сегодня корабли все еще используют этот процесс адаптации и изменения; тем не мение, вычислительная гидродинамика, тестирование модели корабля и лучшее понимание жидкости и движения корабля позволил гораздо больше аналитического дизайна.
Поперечный и продольный водонепроницаемый переборки были введены в бронированный конструкции между 1860 и 1880-ми годами, переборки для предотвращения столкновений стали обязательными в британских паровых торговые корабли до 1860 г. [1] Раньше пробоина в корпусе в любой части судна могла затопить всю его длину. Поперечные переборки, хотя и дороги, увеличивают вероятность выживания корабля в случае повреждения корпуса, ограничивая затопление поврежденными отсеками, которые они отделяют от неповрежденных. Продольные переборки имеют аналогичное назначение, но необходимо учитывать влияние повреждений устойчивости, чтобы исключить чрезмерное крен. Сегодня на большинстве судов есть средства для выравнивания воды в секциях левого и правого борта (перекрестное затопление), что помогает ограничить структурные напряжения и изменения крена и / или дифферента судна.
Дополнительные системы стабилизации
Дополнительные системы стабилизации предназначены для уменьшения воздействия волн и порывов ветра. Они не повышают остойчивость судна в спокойном море. В Международная морская организация Международная конвенция о грузовой марке не упоминает активные системы остойчивости как метод обеспечения остойчивости. Корпус должен быть устойчивым без активных систем.
Пассивные системы
Трюмный киль
Трюмный киль
А трюмный киль представляет собой длинное, часто V-образное металлическое ребро, приваренное по длине судна на повороте трюма. Трюмные кили используются попарно (по одному на каждый борт судна). В редких случаях судно может иметь более одного трюмного киля с каждой стороны. Трюмные кили увеличивают гидродинамическое сопротивление при крене судна, ограничивая величину крена.
Аутригеры
Аутригеры могут применяться на судах для уменьшения качения либо за счет силы, необходимой для погружения плавучих поплавков, либо за счет гидродинамических крыльев. В некоторых случаях эти аутригеры имеют достаточный размер, чтобы классифицировать судно как тримаран; на других судах они могут называться просто стабилизаторами.
Танки Antiroll
Танки Antiroll внутренние баки оснащены перегородки для снижения скорости переноса воды с левого борта танка на правый борт. Он сконструирован таким образом, что большее количество воды задерживается на верхней стороне судна. Он предназначен для противодействия эффекту эффект свободной поверхности.
Параванес
Параванес могут использоваться тихоходными судами, такими как рыболовные, для уменьшения крена.
Активные системы
Системы активной стабилизации, имеющиеся на многих судах, требуют подачи энергии в систему в виде насосов, гидравлических поршней или электрических приводов. Они включают стабилизирующие ребра, прикрепленные к борту судна или резервуаров, в которых перекачивается жидкость, чтобы противодействовать движению судна.
Ребра стабилизатора
Основная статья: стабилизатор (корабль)
Активный стабилизаторы плавников уменьшить крен, испытываемый судном на ходу или, в последнее время, в состоянии покоя. Они выходят за пределы корпуса судна ниже ватерлинии и изменяют угол атаки в зависимости от угла крена и скорости крена судна, действуя аналогично самолету. элероны. Круизные суда и яхты часто используют этот тип стабилизирующей системы.
Когда плавники не убираются, они представляют собой фиксированные придатки к корпусу, возможно, расширяющие балку или осадочную оболочку и требующие внимания для дополнительного зазора корпуса.
В то время как типичный стабилизатор «активного плавника» эффективно противодействует крену идущих судов, некоторые современные системы активных плавников могут уменьшить крен, когда суда не на ходу. Эти системы, называемые нулевой скоростью или стабилизацией в состоянии покоя, работают, перемещая специально разработанные плавники с достаточным ускорением и синхронизацией импульсов для создания эффективной энергии подавления крена.
Стабилизация крена руля
В случае, если корабль находится в движении, быстрая смена руля не только инициирует изменение курса, но также приведет к крену корабля. Для некоторых кораблей, таких как фрегаты, этот эффект настолько велик, что его может использовать алгоритм управления для одновременного управления кораблем и уменьшения его крена.
Такая система обычно именуется «Система стабилизации крена руля «. Его эффективность может быть не хуже, чем у стабилизаторов. Однако это зависит от скорости корабля (чем выше, тем лучше), и различных аспектов конструкции корабля, таких как положение, размер и качество системы позиционирования руля направления (ведет себя так же быстро, как стабилизатор стабилизатора) .Также важно, насколько быстро корабль будет реагировать на движения руля кренами (быстрее — лучше) и скоростью поворота (лучше медленный). Несмотря на высокую стоимость качественного рулевого механизма и усиления кормы корабля , этот вариант стабилизации обеспечивает лучшую экономичность, чем стабилизирующие стабилизаторы. Он требует меньшего количества установок, менее уязвим и вызывает меньшее сопротивление. Более того, требуемые высококачественные компоненты обеспечивают отличные характеристики рулевого управления даже в те периоды, когда уменьшение крена не требуется и значительное снижение подводного шума.Известные военно-морские корабли с таким решением стабилизации: F124 (Германия), M-fregat и LCF (оба — ВМС Нидерландов).
Гироскопические внутренние стабилизаторы
Гироскопы впервые использовались для управления креном корабля в конце 1920-х — начале 1930-х годов для военных кораблей, а затем и для пассажирских лайнеров. Наиболее амбициозное применение больших гироскопов для управления креном корабля было на Итальянский пассажирский лайнер, SS Конте ди Савойя, в котором три больших Сперри гироскопы устанавливались в носовой части корабля. Несмотря на то, что она оказалась успешной в значительном сокращении крена при поездках в западном направлении, систему пришлось отключить на участке в восточном направлении по соображениям безопасности. Это было связано с тем, что при последующем море (и создаваемых им глубоких медленных кренах) судно имело тенденцию «зависать» при включенной системе, а создаваемая им инерция затрудняла выход судна из положения при сильных кренах. [2]
Гироскопические стабилизаторы состоят из спиннинга. маховик и гироскопический прецессия что заставляет лодку выпрямляться крутящий момент по конструкции корпуса. угловой момент маховика гироскопа является мерой степени, в которой маховик будет продолжать вращаться вокруг своей оси, если на него не действует внешний крутящий момент. Чем выше угловой момент, тем больше сила сопротивления гироскопа внешнему крутящему моменту (в этом случае больше способности отменять крен лодки).
Гироскоп имеет три оси: ось вращения, входную ось и выходную ось. Ось вращения — это ось, вокруг которой вращается маховик, она вертикальна для гироскопа лодки. Входная ось — это ось, вокруг которой действуют входные крутящие моменты. Для лодки основной входной осью является продольная ось лодки, поскольку это ось, вокруг которой катится лодка. Главная выходная ось — это поперечная (поперечная) ось, вокруг которой гироскоп вращается или прецессирует в ответ на входной сигнал.
Когда лодка катится, вращение действует как входной сигнал для гироскопа, заставляя гироскоп генерировать вращение вокруг своей выходной оси, так что ось вращения вращается, чтобы выровняться с входной осью. Это выходное вращение называется прецессия и, в случае лодки, гироскоп будет вращаться вперед и назад вокруг выходной оси или оси подвеса.
Угловой момент — это мера эффективности гиростабилизатора, аналогичная номинальной мощности дизельного двигателя или киловаттам генератора. В спецификациях на гиростабилизаторы полный угловой момент (момент инерции умноженное на скорость отжима) — ключевое количество. В современных конструкциях крутящий момент выходной оси может использоваться для управления углом стабилизирующих стабилизаторов (см. Выше), чтобы противодействовать крену лодки, так что требуется только небольшой гироскоп. Идея гироскопа для управления стабилизаторами оперения корабля была впервые предложена в 1932 г. General Electric ученый, доктор Александерсон. Он предложил гироскоп для управления током электродвигателей на ребрах стабилизатора, при этом инструкции по срабатыванию генерируются вакуумные лампы тиратрона. [3]
Расчетные условия устойчивости
Когда спроектирован корпус, расчеты устойчивости выполняются для исправного и поврежденного состояния судна. Корабли обычно проектируются таким образом, чтобы немного превосходить требования к остойчивости (см. Ниже), так как они обычно проверяются на это классификационное общество.
Неповрежденная стабильность
Диаграмма остойчивости корабля, показывающая центр тяжести (G), центр плавучести (B) и метацентр (M) с кораблем в вертикальном положении и креном в сторону. Пока груз корабля остается стабильным, G фиксируется. Для малых углов M также можно считать фиксированным, в то время как B движется как крениться корабля.
Расчеты остойчивости в неповрежденном состоянии относительно просты и включают в себя определение всех центров масс объектов на судне, которые затем вычисляются / вычисляются для определения центра тяжести судна и центра плавучести корпуса. Обычно учитываются расстановки и нагрузки груза, крановые операции и расчетное состояние моря.
На диаграмме справа показано, что центр тяжести находится значительно выше центра плавучести, но корабль остается устойчивым. Корабль устойчив, потому что, когда он начинает крениться, одна сторона корпуса начинает подниматься из воды, а другая сторона начинает погружаться. Это заставляет центр плавучести смещаться в сторону, которая находится ниже в воде.
Работа морского архитектора — следить за тем, чтобы центр плавучести смещался за пределы центра тяжести, когда корабль кренится. Линия, проведенная из центра плавучести в слегка наклоненном по вертикали состоянии, будет пересекать осевую линию в точке, называемой метацентром. Пока метацентр находится выше киля, чем центр тяжести, корабль устойчив в вертикальном положении.
Устойчивость к повреждениям (Устойчивость в поврежденном состоянии)
Расчет остойчивости при повреждениях намного сложнее, чем остойчивость неповрежденного. Обычно используется программное обеспечение, использующее численные методы, потому что площади и объемы могут быстро стать утомительными и долгими для вычисления с использованием других методов.
Потеря устойчивости из-за затопления может быть частично связана с эффектом свободной поверхности. Вода, накапливающаяся в корпусе, обычно стекает в трюмы, опуская центр тяжести и фактически уменьшаясь (это должно читаться как увеличение, так как вода добавится в качестве веса днища за счет увеличения GM). метацентрическая высота. Это предполагает, что корабль остается неподвижным и вертикальным. Однако, как только судно наклоняется до какой-либо степени (например, на него ударяет волна), жидкость в трюме перемещается в нижнюю сторону. Это приводит к список.
Устойчивость также теряется при затоплении, когда, например, пустой резервуар заполняется морской водой. Из-за потери плавучести танка эта часть корабля немного опускается в воду. Это создает список, если резервуар не находится на средней линии судна.
При расчетах остойчивости, когда резервуар наполняется, предполагается, что его содержимое потеряно и заменено морской водой. Если это содержимое легче морской воды (например, легкая нефть), тогда плавучесть теряется, и секция соответственно немного опускается в воде.
Для торговых судов и все чаще для пассажирских судов расчеты остойчивости при повреждении имеют вероятностный характер. То есть, вместо того, чтобы оценивать судно на предмет отказа одного отсека, также будет оцениваться ситуация, когда два или даже до трех отсеков затоплены. Это концепция, в которой вероятность повреждения отсека сочетается с последствиями для корабля, в результате чего получается индекс устойчивости к повреждению, который должен соответствовать определенным правилам.
Требуемая стабильность
Чтобы быть приемлемым для классификационные общества такой как Бюро Веритас, Американское бюро судоходства, Судовой регистр Ллойда, Корейский регистр судоходства и Det Norske Veritas чертежи корабля должны быть представлены классификационному обществу на независимую экспертизу. Также должны быть предоставлены расчеты в соответствии со структурой, изложенной в правилах страны, в которой судно намеревается находиться под флагом.
В этих рамках разные страны устанавливают требования, которым необходимо соответствовать. Для судов под флагом США чертежи и расчеты остойчивости сверяются с Кодексом федеральных правил США и Международная конвенция по охране человеческой жизни на море конвенции (СОЛАС). Суда должны быть устойчивы в тех условиях, для которых они предназначены, как в неповрежденном, так и в поврежденном состоянии. Степень ущерба, необходимого для проектирования, включена в правила. Предполагаемая дыра рассчитывается как доли длины и ширины судна и должна быть размещена в той области судна, где она может нанести наибольший ущерб устойчивости судна.
Кроме того, Береговая охрана США правила применяются к судам, работающим в портах США и в водах США. Обычно эти правила береговой охраны касаются минимальной метацентрической высоты или минимального восстанавливающего момента. Поскольку в разных странах могут быть разные требования к минимальной метацентрической высоте, большинство судов теперь оснащено компьютерами остойчивости, которые вычисляют это расстояние на лету на основе груза или загрузки экипажа. Для этой задачи используется множество коммерчески доступных компьютерных программ.
Смотрите также
- Эффект свободной поверхности — Влияние жидкостей в незаполненных резервуарах
- Стабилизация пока не ведется
- Мэри Роуз — Военный корабль типа Carrack английского флота Тюдоров
- Кронан (корабль) — Флагман шведского флота в Балтийском море в 1670-х годах
- СС Истленд — Пассажирский корабль, перевернувшийся в Чикаго в 1915 году.
- Ниоба (шхуна)
- Памир (корабль) — Немецкий парусник
- Наклонный тест
- Судовые движения — Термины, связанные с 6 степенями свободы движения
Источник: wikidea.ru
Влияние свободной поверхности на остойчивость
Как хорошо известно из физики, любая жидкость имеет свободную поверхность. Наличие свободной поверхности жидкости в судовых цистернах приводит к уменьшению поперечной метацентрической высоты и, следовательно, ухудшает поперечную остойчивость судна. Разумеется, что и продольная метацентрическая высота тоже уменьшается и, следовательно, продольная остойчивость также ухудшается.
Чем больше размеры цистерны, особенно ширина, тем больше влияние свободной поверхности жидкости. Если свободная поверхность жидкости имеется в нескольких цистернах, то их суммарный эффект может быть настолько велик, что судно потеряет остойчивость. Не обязательно, что судно опрокинется, но оно может получить постоянный крен. Величина крена будет зависеть от конкретных параметров поперечной остойчивости судна. Влияние свободной поверхности жидкости вычисляется, как поправка на которую уменьшается начальная поперечная метацентрическая высота и называется поправкой на влияние свободной поверхности жидкости. Поправка к поперечной метацентрической высоте на влияние свободной поверхности жидкости о бозначается:
Наличие свободной поверхности жидкости в судовых цистернах, всегда ухудшает остойчивость судна.
Чем больше величина поправки, и чем меньше начальная поперечная метацентрическая высота, тем большую угрозу представляет свободная поверхность для поперечной остойчивости судна. Во всех расчетах, связанных с поперечной остойчивостью судна, необходимо учитывать влияние свободных поверхностей в судовых цистернах.
Особое внимание необходимо обращать на воду в грузовых трюмах. Свободная поверхность воды в грузовых трюмах может значительно ухудшить остойчивость судна.
Если судовая цистерна заполнена какой-либо жидкостью, на 100%, то считается, что свободной поверхности в данной цистерне нет и ее влияние на остойчивость судна можно рассматривать так же, как влияние любого другого груза, имеющего фиксированный центр тяжести.
Рассмотрим физический смысл влияния свободной поверхности. Если под действием внешнего воздействия жидкость придет в движение, то у свободной поверхности жидкости возникаем момент инерции. Момент инерции свободной поверхности жидкости, относительно собственной оси, приводит к возникновению виртуального центра тяжести на некоторой высоте над ее поверхностью. В этом случае влияние свободной поверхности на поперечную остойчивость судна будет таким же, как если бы груз таким же весом был перемещен из цистерны в точку виртуального центра тяжести. На рисунке 1 показано перемещение жидкости из-за наличия в цистерне свободного пространства и возникновение виртуального центра тяжести.
Рисунок 1. Влияние свободной поверхности жидкости на остойчивость судна
На рисунке 1 видно, что если судно накренится на некоторый угол, то часть жидкости переместится, и в результате этого изменится форма объема жидкости в цистерне. Центр тяжести жидкости переместится в точку g1. Так как центр тяжести жидкости одновременно является ее центром величины, то перемещение gg1 можно считать кривой центра величины. Очевидно, что если рассматривать это перемещение по аналогии с наклонением судна, то изменение центром величины своего положения вызовет появление поперечного метацентра в точке m и gm является поперечным метацентрическим радиусом, который может быть вычислен по формуле:
i — Момент инерции жидкости.
v — Объем жидкости.
Влияние виртуального центра тяжести на поперечную остойчивость судна такое же, как если бы груз массой w поместили в точку m. В этом случае перемещение центра тяжести судна может быть найдено по формуле:
gm — Поперечный метацентрический радиус от перемещения жидкости в цистерне.
w — Вес жидкости в цистерне.
D — Весовое водоизмещение судна.
На судне, для облегчения вычислений поправки на свободную поверхность, в Информации об остойчивости судна, для каждой судовой цистерны, указывается так называемый момент свободной поверхности жидкости . Обозначим его буквой I. Как правило, он указывается для плотности жидкости в цистерне равной 1,000 т/м³. Если фактическая плотность жидкости отличаться от расчетной, то значение I необходимо умножить на фактическую плотность.
Поправка на свободную поверхность жидкости вычисляется по формуле:
Пример: Судно после приема в цистерну смазочного масла, плотностью q = 0,92 т/ м ³, имеет водоизмещением D = 4980 т. Поперечная метацентрическая высота h = 0,69 м. Вычислить поправку на влияние свободной поверхности и новое значение начальной поперечной метацентрической высоты. Момент свободной поверхности в цистерне I = 955.
- Вычисляем поправку на влияние свободной поверхности:
- Рассчитываем значение начальной метацентрической высоты с учетом поправки на влияние свободной поверхности:
h = 0, 69 – 0, 18 = 0, 51 м.
Автор капитан В.Н. Филимонов
Источник: balt-lloyd.ru