- •§ 1. Навигационные и эксплуатационные качества судна
- •§ 2. Классификация судов
- •§ 3. Классификация судов по Российскому Речному Регистру
- •§ 4. Теоретический чертеж
- •§ 5. Главные размерения судна
- •§ 6. Коэффициенты полноты судна
- •§ 7. Посадка судна
- •§ 8. Определение площадей и объемов по теоретическому чертежу
- •§ 9. Определение площади шпангоута и площади ватерлинии
- •§ 10. Вычисление объемов (водоизмещения)
- •Глава 1. Плавучесть
- •§ 11. Условия плавучести и равновесия судна
- •§ 12. Весовые и объемные характеристики судна
- •§ 13. Строевая по шпангоутам. Строевая по ватерлиниям.
- •§ 14. Кривая водоизмещения. Грузовой размер. Грузовая шкала. Мас-штаб Бонжана.
- •§ 15. Изменение осадки судна при приеме или расходовании малого груза
- •§ 16. Изменение осадки судна при переходе из пресной воды в соленую и наоборот
- •§ 18. Грузовая марка.
- •Глава 2. Остойчивость
- •§ 19. Основные понятия и определения
- •Часть 1. Начальная остойчивость
- •§ 20. Метацентрические формулы остойчивости
- •§ 21. Продольная остойчивость судна
- •§ 22. Определение метацентрических высот
- •§ 23. Определение дифферента судна
- •§ 24. Изменение остойчивости и посадки судна при перемещении груза
- •§ 25. Изменение остойчивости и посадки судна при приеме и снятии малого груза
- •§ 26. Влияние на остойчивость подвижных грузов
- •§ 27. Определение кренящего момента от давления ветра
- •§ 28. Определение кренящего момента от натяжения буксира
- •§ 29. « Задача о корабле на камне »
- •§ 30. Подъем оконечности судна на плаву
- •§ 31. Опыт кренования
- •Часть 2. Остойчивость при больших углах крена
- •§ 32. Статическая остойчивость
- •§ 33. Динамическая остойчивость
- •§ 34. Кривые элементов теоретического чертежа
- •§ 35. Нормирование остойчивости
- •§ 36. Информация об остойчивости судна
- •Глава 3. Непотопляемость
- •§ 37. Обеспечение непотопляемости судна
- •§ 38. Расчет остойчивости и посадки судна при затоплении отсеков.
- •Глава 4. Управляемость
- •§ 39. Основные положения
- •§ 40. Принцип действия руля
- •§ 41. Циркуляция
- •Глава 5. Ходкость
- •§ 42. Основные понятия и определения.
- •Часть 1. Сопротивление воды движению судна
- •§ 43. Общее представление о сопротивлении воды движению судна
- •§ 44. Определение сопротивления воды опытным путем
- •§ 45. Влияние условий плавания на сопротивление воды движению су-дов
- •§ 46. Определение мощности главных механизмов
- •§ 47. Пути повышения скорости судов
- •Часть 2. Движители
- •§ 48. Судовые движители
- •§ 49. Гребной винт
- •§ 51. Коэффициент полезного действия
- •§ 52. Легкий или тяжелый гребной винт
- •§ 54. Повышение эффективности работы гребных винтов
- •Глава 6. Качка
- •§ 55. Качка. Основные понятия и определения
- •§ 56. Качка на тихой воде
- •§ 57. Качка на волнении
- •§ 58. Зависимость качки от скорости судна и курсового угла
- •§ 59. Успокоители качки
- •Глава 7. Прочность
- •§ 60. Нагрузки, действующие на корпус
- •§ 61. Изгиб корпуса на тихой воде.
- •§ 62. Нагрузки при волнении
- •§ 63. Общая продольная прочность
- •§ 64. Понятие об эквивалентном брусе
- •§ 65. Поперечная прочность корпуса. Местная прочность
- •§ 66. Требования к прочности судов внутреннего плавания
- •Глава 8. Конструкция
- •§ 67. Корпус судна и его основные элементы.
- •§ 68. Элементы конструкции.
- •§ 69. Системы набора.
- •§ 70. Днищевые перекрытия.
- •§ 71. Палубные перекрытия.
- •§ 72. Ограждение палуб
- •§ 73. Переборки.
- •§ 74. Бортовые перекрытия
- •§ 76. Надстройки и рубки
- •§ 77. Конструкция отдельных узлов корпуса.
- •Глава 9. Архитектура судна
- •§ 78. Архитектурно-конструктивные типы судов
- •§ 79. Конструктивные типы судов внутреннего плавания
- •Глава 10. Тросы и такелажное оборудование
- •§ 80. Тросы (канаты)
- •§ 81. Такелажное оборудование
- •Глава 11. Устройства судна
- •§ 82. Рулевое устройство
- •§ 83. Якорные устройства
- •§ 84. Швартовные устройства
- •§ 85. Буксирные устройства.
- •§ 86. Сцепное устройство
- •§ 87. Грузовые устройства
- •§ 88. Грузовое устройство со стрелами.
- •§ 89. Судовые краны
- •§ 90. Люковые закрытия
- •§ 91. Шлюпочное устройство и спасательные средства.
- •§ 92. Борьба за непотопляемость
- •§ 93. Подкрепление водонепроницаемых переборок и закрытий.
- •§ 94. Обеспечение общей прочности корпуса аварийного судна.
- •§ 95. Восстановление остойчивости и спрямление аварийного судна
- •§ 96. Борьба с пожарами на судне.
§ 27. Определение кренящего момента от давления ветра
В этой главе мы рассмотрим, как можно рассчитать кренящий момент, создавае-мый силой давления ветра. Как известно, наибольшее воздействие и, соответственно, наи-больший кренящий момент будет в случае, когда ветер дует в борт судно, то есть, когда судно расположено лагом к ветру. Именно этот случай мы и будем рассматривать.
Сила давления ветра зависит от площади поверхности, противостоящей ветру. оче-видно, что судно, имеющее развитые надстройки, как, например, пассажирское, больше подвержено действию ветровой нагрузки, нежели судно с относительно небольшой над-стройкой. То же самое можно сказать и про суда, имеющие высокий или низкий надвод-ный борт.
Площадь проекции надводной части судна на диаметральную плоскость называет-ся площадью парусности. В случае расчета кренящего момента от давления ветра, равно-мерно распределенную нагрузку заменяем на равнодействующую силу, равную суммар-ной нагрузке и приложенную в точке, называемой центром парусности ( на рисунке 47 – ЦП). Центр парусности является геометрическим центром тяжести площади парусно-сти.
Обратимся к рисунку 47. Мы заменили действие распределенной нагрузки равно-действующей, точка приложения которой – центр парусности. Эту силу можно рассчитать по формуле:
Рв = 0,001 рв Sп (133)
где Рв – полное давление ветра в тоннах;
Sп – площадь парусности в м²;
рв – удельное давление ветра в кг/м² (определяется по шкале Бофорта);
0,001 – коэффициент пересчета, переводящий килограммы в тонны.
И при статическом (при постоянном ветре), и при динамическом (при шквале) воз-действии точка приложения силы давления ветра – центр парусности, аппликата которого – zп. Величина же этой силы меняется, так как удельное давление ветра при статическом воздействии и при шквале имеет разное значения при одинаковой бальности ветра. Кроме того , при расчете кренящего момента плечи этих моментов определяются по-разному.
Рисунок 47
Определение кренящего момента от ветровой нагрузки
На рисунке 47-б показана схема, соответствующая статическому воздействию вет-ра. В этом случае кренящий момент образуется парой сил:
1. Р – сила давления ветра при статическом воздействии;
2. К – сила бокового сопротивления воды, которая приложена в центре бокового со-противления, аппликату которого можно приближенно принять равной половине осадки.
Тогда
М = Р (zп – Т/2) (134)
При шквале ( рисунок 47-в), а это резко появляющаяся нагрузка, плечо кренящего момента определяется как кратчайшее расстояние между траекторией силы давления вет-ра и центром тяжести судна G, аппликата которого zg:
М = Р (zn – zg) (135)
Углы крена, возникающие при давлении ветра, определяются по формуле (59)
§ 28. Определение кренящего момента от натяжения буксира
Если буксирное судно идет прямым курсом,, то на него действуют сила упора дви-жителей Р и сила F на гаке, с которой буксир тянет буксируемое судно ( рисунок 49-а), причем, если судно движется равномерно, то эти силы равны и противоположно направ-лены, то есть Р=F.
Если же буксир, повернет на некоторый угол φ (рисунок 49-б), то сила F на гаке уменьшится и станет
F'' = F = P cos φ (136)
Разложим силу F на составляющие, идущие вдоль диаметральной плоскости – R, которая уменьшает скорость движения судна, и перпендикулярную ей – Q:
Q = F sin φ (137)
Подставим выражение (136) в (137):
Q = P cos φ sin φ = ½Р sin 2φ (138)
Максимальное значение сила Q приобретает, при угле φ = 45º, когда синус двойно-го угла будет равен единице – максимальному для синуса значению. В этом случае
Qmax= ½Р (139)
Рисунок 49
Определение кренящего момента от натяжения буксира
Кренящий момент от натяжения буксира определяется умножением силы Q на плечо, которое, как и в случае определения кренящего момента от ветровой нагрузки, оп-ределяется для статической нагрузки – (случая натяжения буксира) и динамической на-грузки (рывка буксира) определяется по-разному:
1. lz = zб - ½Т – при натяжении буксирного троса (рисунок 49-в). тогда
Мкр = Q ( zб - ½Т ),
где zб – аппликата буксирного гака, ½Т - аппликата точки приложения силы бокового сопротивления.
2. lz = zб – zg – при рывке буксира (рисунок 49-г). Тогда, учитывая, что при динамическом воздействии величина силы удваивается, получим
Мкр = 2Q ( zб – zg ),
где zg– аппликата центра тяжести судна.
Силу Р в тоннах можно приближенно рассчитать по формуле:
Р = 0,01 Ni , (140)
где Ni – индикаторная мощность главных механизмов буксира в лошадиных силах.
Из всего выше сказанного следует, что максимальный угол крена буксира будет при рывке буксира, если он направлен под углом 45º к ДП, значит, максимальный креня-щий момент от рывка буксира будет:
М = P(zб – zg), (141)
а соответствующий ему угол крена будет: