1.Дсо. Назначение, способы построения, задачи решаемые дсо.

Наиболее полное и наглядное представление об остойчивости

Судна дают кривые восстанавливающего момента или плеча в зависимости от угла крена, построенные для нескольких водоизмещений. Эти кривые называются диаграммами статической остойчивости.

Для соответствующего водоизмещения по такой диаграмме могут бить определены несколько важных характеристик остойчивости, а именно:

1) плечо восстанавливающего момента для любого угла наклонения;

2) метацентрическая высота;

3) угол, при котором восстанавливавший момент имеет максимальное значение;

4) угол заката диаграммы (угол, при котором плечо восстанавливающего момента равно нулю);

5) динамическая остойчивость.

К ак следует из формулы, l_ст = f(Θ) плечо статической остойчивости представляет собой функцию от угла крена . Если вычислить значения этой величины при различных углах крена, тo можно построить график зависимости lcт(Θ) по точкам, соответствующим дискретным значениям плеч. Форма диаграммы зависит от характера обводов корпуса и состояния нагрузки,

По оси абсцисс диаграммы откладывает значения угла крена: положительные (на правый борт) вправо и отрицательные (на левый борт) влево от начала координат. По оси ординат откладывают зна­чения плеча статической остойчивости или восстанавливающего момента.

Д ля построения диаграммы статической остойчивости в эксплуатационных условиях пользуются различными способами. В частности, строят ее с помощью интерполяционных плеч остойчивости формы или пантокарен.

V_п – водоизмещение при полном погружении судна.

ДСО можно построить если известно водоизмещение судна Р и соответствующее этому состоянию загрузки положение центра тяжести Θ по высоте, т. е. Z_G

Для этого необходимо на оси абсцисс интерполяционных кривых отложить величину объемного водоизмещения судна V=P/γ и снять соответствующие данному водоизмещению плечи остойчивости формы для разных углов крена. Далее по грузовому размеру определяется средняя осадка Т , соответствующая заданному водоизмещению Р ; наконец по кривым элементов теоретического чертежа для найденной осадки судна определяется аппликата центра величины Z_C. Зная Z_G и Z_C можно найти L_B= (Z_G - Z_C)* sin Θ, затем по формуле находим L_CT= L_Ф – L_B, где L_Ф – плечо формы L_B – плечо веса. L_CT- значения плеч статической остойчивости.

Универсальная диаграмма статической остойчивости характеризует остойчивость судна для любых возможных состояний его нагрузки без каких-либо дополнительных построений, а при необходимости дает возможность построить ДСО с минимальной затратой труда.

Диаграмма статичной остойчивости для любого данного водоизмещения и любой данной метацентрической высоты видна непосредственно на универсальной диаграмме.

2. Ддо. Способы построения, задачи, решаемые с использованием ддо.

Кривую, выражающую зависимость работы восстанавливающего момента (или плеча динами­ческой остойчивости) от угла крена, называют диаграммой динамичес­кой остойчивости.

Д иаграмма динамической остойчивости является интегральной кривой по отношению к диаграм­ме статической остойчивости и поэтому обладает следующи­ми свойствами, общими для всех интегральных кривых:

-точки пересечения диаграммы стати­ческой остойчивости с осью абсцисс отвечают точкам О и D экстрему­ма диаграммы динамической остойчивости;

-точка А максимума диаграммы статической остойчивости соот­ветствует точке перегиба С диаграммы динамической остойчивости;

-любая ордината диаграммы динамической остойчивости, отве­чающая некоторому углу крена Θ, представляет в масштабе соответ­ствующую этому углу крена площадь диаграммы статической остой­чивости (заштрихована на рисунке).

Для построения ДДО расчитываем l_дин = δΘ/2 ∑l_i, где l_i – плечи статической остойчивости. δΘ/2=0,1745/2=0,0873 рад.

Диаграмму динамической остойчивости целесообразно использо­вать для задач: 1)определения динамического угла крена при заданном динами­ческом кренящем моменте и 2)определения опрокидывающего момен­та.

l_кр=М_кр/Р - плечо кренящего момента, Р – сила веса судна.

Динамический кренящий момент принимается постоянным по углам крена. По оси абсцисс откладываем 1рад. И оттуда проводим вертикаль, на которой откладываем l_кр. Соединяем полученную точку с началом координат и получаем прямую линию. Она пересекает ДДО в 2ух точках. Опустив перпендикуляр на абсциссу из 1ой точки получаем значение угла динамического крена.

Вторая точка пересечения практического значения не имеет.

Если построенный таким образом график произведения l_крΘ вообще не пересекает диаграмму динамической остойчивости, то это означает, что судно опрокидывается. Для того чтобы найти предель­ный кренящий момент М_олр, который судно еще может выдержать не опрокидываясь, следует провести из начала координат касатель­ную к диаграмме динамической остойчивости до пересечения ее с вертикалью, соответствующей крену в 1 рад. Отрезок этой вертикали от оси абсцисс до пересечения ее с касательной определит плечо опрокидывающего момента l_опр, а сам момент определится умножением плеча l_опр на силу веса судна Р. Точка касания к ДДО опреде­лит предельный угол динамического крена Θ_{Дин пред.}

С учётом качки опрокидывающий момент определяется следующим образом: из начала координат откладываем амплитуду бортовой качки вправо, проводим линию до пересечения с ДДО и получаем точку А, через точку А проводим линию параллельную оси абсцисс , от точки А влево откладываем отрезок АА^l равный двум амплитудам качки (2Θ_R) из т.А^l проводим касательную к ДДО. От точки А^l по линии паралельной оси абсцис откладываем 1рад. Получаем точку В из нее проводим вертикаль к касательной и получаем точку Е отрезок ЕВ является плечом опрокидывающего момента l_опр. М_опр =l_опр*Р.