7.2.2. Приближенное определение периодов качки
Непосредственное использование формул (7.14)–(7.16) для определения собственных периодов качки встречает затруднения, связанные с необходимостью вычисления моментов инерции масс судна и присоединенных масс воды. В связи с этим для практических целей пользуются приближенными выражениями, основанными на ориентировочных оценках величин, входящих в формулы(7.14)–(7.16).
Используя экспериментальные данные по присоединенной инерции воды, а также статистические материалы о продольном моменте инерции масс судна, для периодов получим следующие простые выражения:
для вертикальной качки
; (7.17)
для килевой качки
; (7.18)
где
–
осадка
судна, м.
Из этих выражений видно, что периоды вертикальной и килевой качки близки между собой, что подтверждается и практикой мореплавания.
Приближенная
формула для периода бортовой качки
получается, если момент инерции массы
судна и присоединенной инерции воды
относительно продольной оси представить
в форме
,
где
– радиус инерции, который выражается
в долях полуширины судна:
.
Подставляя эти величины в формулу
(7.15), получим:
. (7.19)
Размерный
коэффициент
может
быть принят в соответствии со следующими
данными (табл. 7.1).
Таблица
7.1. – Значения коэффициента
Тип судна |
|
Крупные пассажирские суда |
0,80–0,85 |
Средние суда |
0,78–0,80 |
Грузовые суда в полном грузу |
0,88–0,91 |
Нефтерудовозы с полным грузом нефти |
0,72–0,76 |
То же с полным грузом руды |
0,50–0,53 |
То же с балластом |
0,74–0,80 |
Добывающие промысловые суда и плавучие базы |
0,76–0,82 |
Мелкие рыболовные суда |
0,83–0,86 |
Формулой (7.19) иногда пользуются для оценки остойчивости, если имеется возможность определить период качки. Для малых судов период качки находят из опыта раскачивания. Такой опыт обычно проводят перебежками команды с борта на борт в наиболее широком и открытом месте палубы.
Число людей принимается из расчета 1 чел. на 50 т водоизмещения.
Перебежки
производятся по сигналу, подаваемому
с таким расчетом, чтобы команда всегда
перемещалась к поднимающемуся борту в
такт с качаниями судна. После достижения
амплитуды 4–5° подается сигнал, по
которому все останавливаются в
диаметральной плоскости, и при помощи
секундомера измеряется продолжительность
шести–семи размахов (наклонений с
одного борта на другой). Тогда период
собственных колебаний найдется из
формулы
,
где
– суммарное время
размахов,
а метацентрическая высота определится
из формулы (7.19):
.
Коэффициент
может
быть принят по приведенным выше
рекомендациям или по судну-прототипу.
Однако наиболее точное его значение
может быть получено, если для одного и
того же состояния нагрузки судна период
качки измерить раскачиванием судна: а
метацентрическую высоту – из опыта
кренования. Тогда коэффициент
найдется
из выражения,
,
которым
в дальнейшем можно пользоваться уже
для других состояний нагрузки.
Для судов больших размерений собственный период качки может быть оценен измерением среднего времени качания с большой амплитудой при положении судна лагом к волнению.
Для некоторых типов судов собственные периоды бортовой и килевой качки приведены в табл. 7.2.
Таблица 7.2. – Периоды качки судов различных типов
Тип судна |
Период качки
|
|
бортовой |
килевой |
|
1. Танкеры водоизмещением 10 000—100 000 т |
9–15 |
7–11 |
2. Комбинированные суда (нефтерудовозы): |
|
|
а) с грузом нефти |
9–16 |
7–9 |
б) с грузом руды |
7–14 |
7–9 |
3. Ледоколы |
8–12 |
3–5 |
4. Пассажирские суда прибрежного плавания водоизмещением 50–200 т |
4–7 |
2–3 |
5. Рыболовные траулеры |
6–8 |
3–4 |
6. Буксиры-спасатели |
7–11 |
3–5 |
7. Пассажирские суда водоизмещением 30 000—50 000 т |
20–28 |
10–12 |
8. То же, водоизмещением 10 000— 30 000 т |
16–20 |
7–10 |
9. То же, водоизмещением до 10 000 т |
10–15 |
5–7 |
10. Грузовые суда средние |
8–15 |
4–7 |
11. Контейнеровозы водоизмещением 20 000—30 000 т |
16–19 |
7–9 |
12. Балкеры водоизмещением 20 000—40 000 т |
14–17 |
7–9 |
13. Газовозы водоизмещением 70 000—90 000 т |
17–20 |
8–10 |
14. Суда ро-ро водоизмещением 40 000—60 000 т |
20–23 |
8–10 |
