69. Текущий контроль остойчивости судна кренованием и по периоду качки.

Определение метацентрической высоты судна по результатам измерений периода собственных бортовых колебаний судна. На практике имеется возможность определить метацентрическую вы­соту и возвышение центра тяжести судна без подсчета масс и ста­тических моментов масс дедвейта. Для этой цели используется опыт кренования. Так поступают после постройки, переоборудова­ния или значительного ремонта судна, прежде чем выдать новую или уточненную Информацию о его остойчивости. Однако этот способ мало пригоден в условиях эксплуатации судна. В этом случае можно рекомендовать более простой опыт раскачивания судна.

Опыт раскачивания, объясняемый ниже, предназначен для про­верки начальной остойчивости судна в эксплуатации. Об остойчи-ности в целом судят на основании данных и расчетов, выдаваемых па судно.

Этот метод проверки остойчивости основан на связи между периодом бортовых колебаний Т0 и начальной метацентрической высотой /г, которая выражается формулой

Начальная метацентрическая высота может быть вычислена по указанной выше формуле (78) при извест­ных ширине судна, периоде качки Т₀ и коэффициен­те С.

О днако ее еще легче определить графически по при­лагаемой номограмме для определения м.ц. высоты по собственному периоду качки, как описано ниже.

Значения В и С откладывают на соответствующих шкалах и соединяют прямой линией (1), которая пере­секает вертикаль «mm» в точке М.

Вторая прямая (2), соединяющая точку М и точку на шкале периодов, соответствующую измеренному пе­риоду качки Т₀, пересекает шкалу в точке, дающей иско­мое значение h

После того, как стала известна метацептрическая высота /г, можно найти и возвышение центра тяжести по формуле: z_g = r + z_c — h, где r - метацентрический радиус; z_c - высота центра величины над килем.

Эти две величины находят по кривым плавучести и начальной остойчивости в зависимости от осадки.

Для оценки остойчивости остается лишь сравнить полученное значение h или z_g с критическими значе­ниями, приведенными в информации об остойчивости, как это указано в § 39.

Описанный способ контроля за остойчивостью судов по периоду качки может быть использован в условиях тихой воды, когда судно сначала искусственно раскачи­вается, а затем совершает свои собственные (свобод­ные) колебания без каких-либо внешних сил. Основное преимущество этого метода перед расчетным состоит в том, что здесь не требуется точного постатейного уче­та веса всех отдельных грузов и их положения на суд­не. Сам процесс раскачивания судна и измерения пе­риода занимает не больше 10—15 минут. Поэтому та­кой способ можно рекомендовать для всех малых и средних судов, особенно промысловых, при выходе из порта или заходе в порт, при стоянках на спокойном рейде и т. д.

70. Влияние подвешенных и жидких грузов на остойчивость судна, их учёт при расчёте остойчивости.

Подвешенные грузы:

При подъёме груза краном с берега, значительно уменьшается метацентрическая высота и появляется большой угол крена.

При подъёме груза краном в трюме, мгновенно изменяется аппликата груза z и ведёт к значительному уменьшению метацентрической высоты.

Влияние жидких грузов на остойчивость:

Если жидкий груз доверху заполняет цистерну и не имеет возможности переливаться с борта на борт, его центр тяжести при крене остается на месте. Другое де­ло, когда жидкость имеет свободную поверхность, т. е. может переливаться. Теперь при крене судна, допустим, на правый борт (рис. 20), жидкость также будет пере­ливаться и скапливаться на этом борту, центр тяжести жидкости А сместится в ту же сторону и займет поло­жение А₁. Это приведет к возникновению кренящего момента, равного произведе­нию веса жидкости Р па плечо перемещения ЛА₁. Вес

жидкости P=f._жv (7ж ^и v — удельный вес и объем жид­кости в цистерне), следовательно, кренящий момент

Если кривую, по которой перемещается центр тяже­сти в цистерне, заменить дугой окружности, а отрезок ОА считать ее радиусом, то для его определения можно использовать формулу, аналогичную формуле для вы­числения поперечного метацентрического радиуса пон­тона, рассмотренную в § 7:

где / и b — длина и ширина цистерны.

Для цистерн, имеющих в плане вид прямоугольни­ка, эта формула точна. Если вид цистерны в плане отличен от прямоугольника, то она будет давать неко­торую погрешность.

Образующийся кренящий момент М противополо­жен восстанавливающему, поэтому результирующий мо­мент можно определить из следующей разности:

Подставляя сюда значение ОА, окончательно полу­чим:

Выражение, стоящее в скобках этой формулы, мож­но рассматривать как новую метацентрическую высоту с. учетом влияния жидкого груза:

где поправка на влияние жидкого груза

Формула (29) показывает, что наличие на судне жидких грузов, частично заполняющих цистерны, всегда ведет к ухудшению остойчивости. Из этой формулы вид­но также, что падение начальной остойчивости не зави­сит от количества жидкости в цистерне (сюда не вхо­дит ни объем, ни вес жидкости), а целиком определяет­ся размерами свободной поверхности / и Ъ и удельным весом жидкости. Причем, опасное влияние на остойчи­вость жидкости в цистерне проявляется тем сильнее, чем шире цистерна, так как ширина входит в фор­мулу (29) в третьей сте­пени.

Чтобы уменьшить вли­яние свободной поверхно­сти на остойчивость суд-па, широкие цистерны обычно разделяют про­дольными переборками (рис. 21). В этом случае изменение поперечной ме-тацентрической высоты оп­ределяют по

формуле:

где п — число продольных переборок.

Влияние жидких грузов на продольную остойчивость сравнительно невелико. Однако в случае необходимости уменьшение продольной метацентрической высоты мож­но определить по формуле:

где все величины имеют те же значения, что и в фор­муле (29).