4.10 Определение условий возникновения резонанса по бортовой качке на нерегулярном волнении.

4.10.1 Рассчитать приближенное значение потери скорости хода судна v_s и достижимую скорость на нерегулярном волнении заданной интенсивности v_sв.

, узл (4.10)

где  - курсовой угол волнения, град; v_s – скорость хода судна на тихой воде, узл.;  - водоизмещение судна, т.

v_sв = v_s + v_s, узл.

4.10.2 Определить значение начальной поперечной метацентрической высоты, при которой у судна на волнении заданной интенсивности наступит резонанс по бортовой качке при движении с заданным курсовым углом волнения _п.

Условие наступления резонанса бортовой качки остается прежним – это равенство кажущегося периода волнения собственному периоду бортовой качки. Для нерегулярного волнения расчетная длина волны принимается равной длине _m, соответствующей максимуму спектра углов волнового склона:

, м (4.11)

_m - частота максимума спектра углов волнового склона при заданной интенсивности волнения. Эта величина определяется по таблице характеристик нерегулярного ветрового волнения (Приложение 2)

Воспользовавшись соотношением (4.6), подставив в него выражение для периода качки и заменив длину волны  длиной _m, можно получить выражение для расчета метацентрической высоты:

,м (4.12)

В (4.12) входит скорость v_sв, определенная с учетом потери на нерегулярном волнении в п. 4.10.1 Определить скорость судна , при которой наступит резонанс по бортовой качке на нерегулярном волнении при метацентрической высоте h₀, соответствующей 100% загрузке судна (см. п. 3.1). Расчетное соотношение для определения скорости получить из соотношения для кажущегося периода нерегулярного волнения:

, (4.13)

где - определен в п. 4.3

Сравнить эту скорость с определенной ранее скоростью, достижимой на волнении.

4.11 Определение условий резонанса по килевой качке на встречном волнении

Определить скорость движения судна на встречном волнении заданной интенсивности (курсовой угол волнения =0⁰), при которой наступит резонанс по килевой качке. Безразмерная скорость (число Фруда) , соответствующая этому режиму, определяется соотношением:

(4.19)

Отсюда .

Для найденного значения резонансной скорости хода определить кажущуюся частоту и кажущийся период волнения _к по значению истинного среднего периода . Величину взять из таблицы приложения.

(4.20)

=0.

Сравнить найденный период с периодом свободной килевой качки судна (п. 4.3).

Выполняется ли условие резонанса?

4.12 Определение усилий, действующих на закрепленный палубный груз при качке

Контейнер массой m в соответствии с заданием размещен на крышке грузового люка трюма №2. Центр тяжести контейнера с грузом G находится на ½ высоты контейнера от основания. Необходимые для расчетов размеры показаны на рисунке (рис. 15).

Определить усилия от сил P_y и P_z в найтовах 1 и 2, развивающиеся при резонансной качке судна с периодом _к =_, для 100% загрузки судна (на отход).

Смещающая и нормальная к палубе силы P_y и P_z определяются по формулам:

Здесь m – масса груза;

- резонансная амплитуда бортовой качки судна (п. 4.4);

z_G1 – аппликата ЦТ контейнера относительно ОП судна;

y_G1 – ордината ЦТ контейнера относительно ДП судна;

r_в – амплитуда орбитального движения судна при поперечной качке. Положить ее равной ½ высоты волны с обеспеченностью 0,1% (п. 4.2);

Углы ₁ и ₂, натяжения найтовов относительно палубы судна равны соответственно: ₁ = 60⁰ и ₂ = 70⁰.

Привести схему действия сил и получить для них расчетные формулы для двух случаев:

а) в момент наибольшего наклонения судна на правый борт на угол ;

б) в момент наибольшего наклонения судна на левый борт на угол .

Рис. 15 Схема размещения палубного груза