3.1.1. Проверка остойчивости по диаграмме контроля остойчивости

Используя диаграмму контроля остойчивости данного судна (рис. 4), по рассчитанным значениям дедвейта и исправленного статического момента для двух случаев загрузки судна (100 % и 10% запасов) наносят точки на эту диаграмму. Остойчивость может считаться удовлетворительной, если расчетные точки на диаграмме контроля остойчивости окажутся внутри допустимой зоны. По вертикальной шкале этой диаграммы снимают значения начальной метацентрической высоты h_100% и h_10% и сравнивают с соответствующими расчётными значениями в п.3.1.2.

Если остойчивость обеспечивается, то можно перейти сразу к проверке прочности, в противном случае необходимо произвести перекомпоновку груза.

3.1.2. Проверка остойчивости в соответствии с требованиями Правил Регистра.

Для обоих случаев загрузки, определить аппликату центра тяжести судна z`_g с учётом влияния свободных поверхностей жидких грузов:

и без их учета:

где _п - водоизмещение судна порожнем , т.

По кривым элементов теоретического чертежа (рис. 5, кривая z_m(d)) определить аппликату метацентра судна в обоих случаях нагрузки и вычислить значения начальной метацентрической высоты: h₀ = z_m – z_g`.

По расcчитанным значениям d_ср и h₀, используя универсальную диаграмму статической остойчивости (рис. рис. 6.1, 6.2, 6.3), построить диаграммы статической остойчивости для обоих вариантов нагрузки на листе миллиметровой бумаги формата А4.

Построить диаграммы динамической остойчивости судна для обоих вариантов загрузки: . Интегрирование произвести по методу трапеций с шагом 5⁰ (0,0873 рад), в табличной форме. Рекомендуемая форма таблицы:

Расчет диаграммы динамической остойчивости

Таблица 4

= 0,0873 (рад)
 град	l, м	Интегральная сумма [2], м	, м
1	2	3	4
0	0	0	0
1	l1	l1	d1
2	l2	2l1+l2	d2
3	l3	2l1 +2l2+ l3	d3
4	l4	2l1+2l2+2l3+l4	d3

Проверить выполнение требований Правил Регистра к диаграмме статической остойчивости сухогрузных судов:

Требования к ДСО судна

1. Максимальное плечо диаграммы статической остойчивости l_m должно быть не менее 0,20 м при угле крена _m30°.

2. Угол заката ДСО должен быть не менее 60⁰.

3. Площадь под положительной частью диаграммы статической остойчивости должна быть не менее чем 0,055 м рад до угла крена 30° и не менее чем 0,09 м рад до угла крена 40°. Дополнительно, площадь между углами крена 30 и 40° должна быть не менее 0,03 м рад.

- Вместо определения площади под ДСО проверку этих требований можно выполнить с помощью диаграммы динамической остойчивости (ДДО). Вышеуказанные требования будут выполнены, если плечи динамической остойчивости, снятые с ДДО будут иметь следующие значения:

Для судна, имеющего отношение B/D > 2, разрешается плавание при уменьшенных угле заката и угле максимума ДСО, по сравнению с требуемыми в п.п. 1 и 2:

4. Для угла заката — на величину , определяемую по формуле:

где К – критерий погоды, который будет определен позже.

При B/D > 2,5 и К> 1,5 соответственно принимается B/D=2,5 и К=1,5. Значение _v округляется до целого числа.

Угол максимума ДСО, может быть уменьшен на величину, равную половине снижения угла заката, но не может быть менее 25°.

5. Исправленная начальная метацентрическая высота судна должна быть положительной.

В пояснительной записке привести список фактических значений контролируемых характеристик остойчивости, указав их значения.

Каждая диаграмма динамической остойчивости строится на отдельном рисунке на миллиметровой бумаге по значениям, вычисленным в последней колонке табл. 4

Проверка требований к остойчивости судна по критерию погоды.

Рассчитать критерий погоды для обоих случаев загрузки судна по соотношению:

где М_с – опрокидывающий момент;

M_v – кренящий момент от давления ветра.

- Расчет кренящего момента от давления ветра:

где p_v – давление ветра, Па;

F_v – площадь парусности судна, м²;

z – отстояние центра парусности судна от плоскости действующей ватерлинии.

Давление ветра, Па

Таблица 5

Район плавания судна	z,м
	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0	6,5	7,0 и более
Неограниченный	-	706	785	863	922	971	1010	1049	1079	1108	1138	1167	1196	1216
Ограниченный I	0,567 давления для неограниченного района плавания
Ограниченный II	0,275 давления для неограниченного района плавания

Отстояние центра парусности судна от плоскости действующей ватерлинии:

z = z_п – d,

где z_п – аппликата центра парусности (отстояние его от основной плоскости).

Площадь парусности и аппликата центра парусности определяются по диаграмме (Рис.8).

- Расчет опрокидывающего момента.

M_c = gl_опр,

где  = _п + _W – водоизмещение судна;

l_опр - плечо опрокидывающего момента.

Плечо опрокидывающего момента определяется графически с помощью диаграммы динамической остойчивости, для чего на нее наносится предельная касательная из точки, соответствующей расчетной амплитуде качки судна _r (см. рис.7).

Расчетная амплитуда качки судна с круглой скулой, не снабженного скуловыми килями, определяется следующим образом: _r = X₁X₂Y, где X₁, X₂ и Y – безразмерные множители.

Рис. 7. Определение минимального опрокидывающего момента

Множитель Y принимается по таблице 6 в зависимости от района плавания судна и отношения , Множитель X₁ принимается по таблице 7 в зависимости от отношения B/d, а множитель X₂ принимается по таблице 8 в зависимости от коэффициента общей полноты судна C_b.

Множитель Y

Таблица 6

Район плавания судна
	0,04 и менее	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10	0,11	0,12	0,13 и более
Неограниченный Ограниченный I или II	24,0 16,0	25,0 17,0	27,0 19,7	29,0 22,8	30,7 25.4	32,0 27,6	33,4 29,2	34,4 30,5	35,3 31,4	36,0 32.0

Множитель X₁

Таблица 7

B/d	X1	B/d	X1
2.4 и менее	1,0	3,0	0,90
		3,1	0,88
2.5	0,98	3,2	0,86
2,6	0,96	3,3	0,84
2,7	0,95	3,4	0,82
2,8	0,93	3,5 и более	0,80
2,9	0,91

Множитель X₂

Таблица 8

Cb	0,45 и менее	0,5	0,55	0,6	0,65	0,7 и более
X2	0,75	0,82	0,89	0,95	0,97	1,0

Если судно имеет скуловые кили, амплитуда качки, град, должна вычисляться по формуле: _2r = k_1r, где коэффициент k принимается по таблице 9 в зависимости от отношения , где А_k – суммарная габаритная площадь скуловых килей, м².

Таблица 9

,%	0	1,0	1.5	2,0	2,5	3.0	3,5	4,0 и более
k	1,00	0,98	0,95	0,88	0,79	0,74	0,72	0,70

Остойчивость судна считается удовлетворительной, если величина .