Вопросы для самоконтроля

1. Назвать условия начальной остойчивости? 2. Дать понятие «метацентрическая высота», чем она определяется, привести формулы

метацентрической высоты?

3. Что собой представляет поперечный и продольный восстанавливающий момент?

4. Что называют плечом статической остойчивости?

5. Что представляет собой коэффициент остойчивости и его применение?

Тема 1.7 Остойчивость судна на больших углах наклонения

1.7.1 Диаграмма статической остойчивости.

Для определения мер остойчивости судна при больших углах наклонения строят кривую, выражающую зависимость плеч статической остойчивости от угла крена судна. Построение выполняют в прямоугольной системе координат (Рис.33): на оси абсцисс откладывают углы крена (положительные – вправо, отрицательные – влево от начала координат, а по оси ординат – плечи статической остойчивости. В точках на оси абсцисс, соответственно конкретным углам крена судна с шагом 10⁰, восстанавливают перпендикуляры – величину плеча статической остойчивости соответствующая данному углу крена. Полученные точки соединяются плавной

кривой, которая называется диаграммой статической остойчивости (ДСО). На Рис.34.

Рис.33 ДСО

показан вид ДСО при наклонении на оба борта судна, обладающего положительной начальной остойчивостью. Поскольку судно симметрично относительно ДП, то ветви диаграммы, отвечающие наклонениям на правый и левый борт, имеют одинаковую форму. Поэтому принято изображать ДСО только для наклонения судна на один борт – правый (Рис.35).

Поскольку m_θ = γV = ∆l_θ и V = const, т.е. между восстанавливающим моментом

и плечом статической остойчивости линейная зависимость, то при построении диаграммы масштабы для l_θ и m_θ могут быть выбраны таким образом, чтобы одна кривая выражала как l_θ (Θ), так и m_θ(Θ).

Из рассмотрения ДСО следует, что с увеличением угла θ от θ = 0 восстанавливающий момент m_θ вначале увеличивается, достигает максимального значения m_θмах при Θ = θ_m, а затем уменьшается, при Θ = θ_зак становится равным нулю, после чего меняет знак. Точка максимума диаграммы указывает наибольшее значение восстанавливающего момента или плеча статической остойчивости, точка заката – предел положительной остойчивости.

Углы θ_m и θ_зак называются соответственно углом максимума и углом заката ДСО.

У гол максимума диаграммы θ_m является предельным углом с которым судно может плавать, не опрокидываясь, при действии статически приложенного кренящего момента. Для судов θ_m = 25 50⁰ , θ_зак = 60 100⁰.

Величина m_θмах определяет статический максимальный кренящий момент, приложение которого еще не вызывает опрокидывания судна и называется запасом статической при Рис.34 Диаграмма статической остойчивости остойчивости судна. Очевидно, что данном состоянии нагрузки судна запас остойчивости является наибольшим в прямом положении Θ = 0, при наличии угла крена он уменьшается на величину кренящего момента, вызывающего крен, и будет тем меньше, чем больше угол крена. При увеличении кренящего момента m_крстатический угол крена приближается к углу θ_m . При достижении кренящим моментом величины m_кр= m_θмах угол крена Θ = θ_m, запас статической остойчивости равен нулю. При m_кр m_θмах равновесие

Рис.35 К определению пределов статической судна не возможно и оно опрокинется.

остойчивости. Если при угле крена θ_m Θ θ_зак , кренящий момент будет снят, то под действием восстанавливающего момента m_θ 0 судно возвратится в прямое положение равновесия.

Если же угол крена достигнет величины Θ θ_зак , то даже при условии снятия кренящего момента судно неизбежно опрокинется, т.к. в этом случае момент m_θ 0 , т.е. он отсутствует или действует в сторону наклонения.

Из выше казанного можно сделать вывод : угол заката диаграммы θ_зак есть предельный угол, до которого судно может накреняться, не опрокидываясь, при условии прекращения действия кренящего момента.

Итак пределами статической остойчивости судна при больших углах наклонения являются максимально возможный восстанавливающий момент m_θмах и углы θ_m и θ_зак.

Остойчивость судна, плавающего с начальным креном (Рис.35), определяется участком АМВ ДСО, расположенным выше графика m_кр (Θ). Пределы статической остойчивости – момент m_θмах и углы θ_m и θ_зак – отсчитываются при этом от Θ = θ_А и соответственно имеют меньшие значение по сравнению с прямым положением судна.

Как правило, на судах построение ДСО производится при помощи интерполяционных кривых остойчивости формы ( пантокарены) и универсальной диаграммы статической остойчивости (Рис 36 а,б).