4. Оценка мореходности судна

4.1 Определение углов крена от действия ветра

Используя диаграммы статической и динамической остойчивости для случая загрузки судна при 100% запасов, определить углы статического и динамического крена, приобретаемые судном под действием кренящих статического и динамического ветровых моментов.

(4.1)

Здесь p_v – удельное давление ветра, Па, определяемое в соответствии с п. 1.3.2 по табл. 5;

F_v– площадь парусности судна, м²;

z_п - аппликата центра парусности судна, м;

d_ср – средняя осадка судна, м.

. На построенных ранее (п. 3.1.2) ДСО и ДДО выполнить графическое решение этой задачи. Сравнить статический и динамический углы крена, сделать выводы.

4.2 Определение параметров волнения

В соответствии c определенной визуально высотой волны (см. задание) определить высоту волны 3% обеспеченности h_3%: h_3%=k_h h_виз, значения k_h выбираются из таблицы 12.

таблица 12

hвиз,, м	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0	6.0	7.0	8.0	9,0
kh	1.45	1.32	1.28	1.25	1.23	1.20	1.18	1.16	1.14

Пользуясь шкалой интенсивности волнения ГУГМС (Приложение 1) по значению найденной h_3% оценить интенсивность волнения в баллах.

Определить ряд характеристик волнения:

- среднюю высоту волны (обеспеченность 46,5%), м;

- значительную высоту волн (обеспеченность 13,5%), м;

- высоту волны обеспеченностью 0,1% , м;

- среднюю частоту волны, 1/с

- средний период волнения, с

Определить характеристики волнения:

- среднюю длину волн , м;

- среднюю скорость волн , м/с.

Определить среднюю скорость волн в узлах.

Оценить найденные величины, выяснить их смысл.

4.3 Определение характеристик качки судна на тихой воде.

Рассчитать периоды и частоты вертикальной, килевой и бортовой качки судна на тихой воде при загрузке 100% и 10%, пользуясь приближенными формулами.

- Вертикальная качка: , с , 1/с;

- Килевая качка: , с , 1/с; (4.2)

- Бортовая качка: , с , 1/с;

В этих соотношениях d - осадка судна, с – коэффициент .

h₀ – метацентрическая высота. Величины d и h₀ определены в п.п. 3.1.1 и 3.1.2 для 100% и 10% загрузки судна.

Величину инерционного коэффициента с определить по графику (рис. 11).

Рис. 11 Зависимость коэффициента с от осадки судна

4.4 Расчет и построение амплитудно-частотных характеристик бортовой качки судна

Амплитудно-частотная характеристика качки судна (АЧХ) – это зависимость амплитуды качки от частоты ₀().

₀ – амплитуда качки, град.

 - частота волнения, 1/с;

(4.3)

₀ – угол волнового склона, рад.

. (4.4)

n_ - собственная частота качки судна (на тихой воде), 1/с.

_ - редукционный коэффициент, учитывающий конечность поперечных размеров судна по сравнению с длиной волны, определяется по графику рис. 13

Рассчитать АЧХ для качки на волнении соответственно 4, 6 и 8 баллов интенсивности для 100% загрузки судна. Высоту волны h_3% в каждом случае определить с помощью шкалы интенсивности волнения, приняв ее наибольшей, соответствующей данной балльности.

Значение коэффициента демпфирования 2_ определить с помощью графика (Рис. 12).

Рис 12. Зависимость коэффициента демпфирования 2_ от водоизмещения

Расчет АЧХ выполнить в табличной форме, расчетные таблицы привести в пояснительной записке к курсовой работе. При использовании программы “MS EXCEL” или любой другой программы прикладной математики, распечатки таблиц также привести в пояснительной записке.

Построить АЧХ на листе миллиметровой бумаги формата А4.

Диапазон относительных частот считается зоной наиболее интенсивной качки, близкой к резонансу.

Рассчитать значения углов крена судна при относительных частотах и , соответствующих периодам качки и для всех трех интенсивностей волнения.

Рис. 13. Редукционный коэффициент _

Здесь , - волновое число, d – осадка судна.

Выполнить анализ результатов расчетов качки судна на регулярном волнении. Оценить характеристики резонансной качки, а также усиленной качки в диапазоне относительных частот 0,7   1,3.