7.4.2. Слеминг
При качке на волнении оконечность судна, поднимаясь и затем входя в воду с большой скоростью, может испытывать значительную импульсную нагрузку. Такое явление называется слемингом.
Частый слеминг вызывает усталостные напряжения в обшивке и может привести к местным повреждениям корпусных конструкций. Он также вызывает упругие колебания всего корпуса, получившие название виппинга.
Очевидно, что слеминг может возникнуть, если амплитуда относительно колебания уровня моря превзойдет осадку судна в зоне удара и произойдет оголение днища, т. е. когда будет выполнено условие
. (7.101)
Вероятность выполнения этого условия
. (7.102)
Однако
условия (7.101) недостаточно для появления
слеминга. Необходимо еще, чтобы скорость
сближения оконечности судна с поверхностью
воды
превзошла
некоторое пороговое значение
т. е. чтобы выполнялось условие
. (7.103)
Минимальное значение скорости сближения днища и волны, ниже которого слеминг не наблюдается, выражается эмпирической формулой
(7.104)
Вероятность выполнения условия (7.103)
. (7.105)
Слеминг наступает тогда, когда оба условия (7.101) и (7.103) выполняются одновременно, так, что вероятность появления слеминга определяется произведением вероятностей (7.102) и (7.105)
. (7.106)
Вычисленная
вероятность слеминга
позволяет
найти среднее число ударов
за промежуток времени
:
. (7.107)
Эта
величина во многих странах применяется
для нормирования условий плавания в
отношении слеминга. В отечественной
практике в качестве критерия используется
частота появления опасного слеминга
,
вызывающего
давление, превышающее несущую способность
днищевых пластин.
7.4.3. Разгон гребного винта и двигателя
Вследствие качки судна непрерывно изменяется погружение гребного винта под поверхность воды. Если погружение изменится настолько, что концы лопастей в их верхнем положении выйдут из воды, то произойдут подсос воздуха (атмосферная кавитация) и падение упора и момента гребного винта. Это может привести к разгону винта и вызвать большие динамические нагрузки на двигатель.
Погружение оси гребного винта под поверхность воды
, (7.108)
где
– погружение оси винта на тихой воде
при стоянке судна;
– колебания уровня поверхности воды в
месте расположения гребного винта,
которые складываются из:
– колебаний уровня, определяемых
выражением (7.94) при
;
– дополнительного изменения уровня от
волны, порождаемой гребным винтом.
Оголение лопасти гребного винта произойдет при выполнении условия
, (7.109)
где
– амплитуда колебаний уровня
;
– радиус
гребного винта.
Обеспеченность такой величины , т. е. вероятность оголения винта, определится выражением
. (7.110)
По найденной обеспеченности определяется среднее число оголений лопастей за промежуток времени
, (7.111)
а средний период колебаний погружения винта
. (7.112)
Однако интенсивный подсос воздуха возникает только тогда, когда нагрузка гребного винта превышает некоторое пороговое значение. Поэтому вероятность разгона винта определяется как вероятность превышения его нагрузки порогового значения. По этой вероятности определяется наибольший заброс частоты вращения гребного винта при разгоне во время оголения лопастей. Предельно допустимая частота вращения двигателя и винта регламентируется нормами технической эксплуатации, и непревышение ее защищается соответствующей регулировкой уровня настройки всережимного регулятора частоты вращения так, чтобы частота срабатывания защиты не превышала выбранного значения при данных условиях плавания.