4.4. Расчет крена судна на циркуляции.

Крен судна на циркуляции вызывается рядом причин, главной из которых является действие центробежной силы инерции, возникающей вследствие движения судна на криволинейной траектории.

Наибольший кренящий момент от центробежной силы инерции на установившейся циркуляции при наименее благоприятных соотношениях между элементами циркуляции и судна может быть определен по формуле Г.А.Фирсова:

( 1.1)

которая приводится к формуле

где V₀ – исходная скорость,м/с; h- метацентрическая высота,м; L – длина судна,м; z_g – аппликата центра тяжести судна,м.

Угол статического крена на циркуляции может быть определен либо по диаграмме статической остойчивости путем обычного построения (по известной величине М_кр) , либо рассчитан с применением метацентрической формулы по следующей зависимости:

(1.2)

где: V₀ – скорость судна, м/с;

величину коэффициента С находят по графику (рис.11)

в зависимости от параметров К и N.

Коэффициенты К и N рассчитываются по формулам:

(1.3)

(1.4)

где:  - коэффициент общей полноты;

L - длина судна;

Z_g - аппликата центра тяжести судна;

g - 9,81 м/с² ;

J - определяется по графику (рис. 12);

J₀ - определяется по графику (рис. 13);

V₀- скорость судна при прямолинейном движении , м/с.

Диаметр установившейся циркуляции Д_о=2R_o определяется по величине , снимаемой с графика (рис.11) в зависимости от значений К и N, рассчитанных выше.

В курсовом проекте необходимо решить следующие задачи:

1. Рассчитать кренящий момент М_кр, возникающий от центробежной силы на установившейся циркуляции, по формуле (1.1). Нанести его значение (М_кр=const) на диаграмму статической остойчивости, рассчитанной в части 1 курсового проекта для судна в грузу с полными запасами и определить угол крена на циркуляции.

2. Рассчитать угол крена на циркуляции по формуле (1.2).

3. Сравнить полученные углы циркуляции.

4. Определить, используя рис.11, параметры установившейся циркуляции: Д_о; V- скорость судна на циркуляции, которая равна ( - снимается с рис.11); l_o, l_b l_n.

4.5. Расчет диаметра установившейся циркуляции и скорости судна на циркуляции.

Помимо расчета Д_о , приведенного в п.4.4., его необходимо рассчитать по приводимой ниже формуле и сравнить с полученным выше. Диаметр установившейся циркуляции определяется выражением:

(1.4)

где: V - объемное водоизмещение судна, S_p - площадь боковой проекции погруженной части пера руля; К₁ - коэффициент, определяемый по графику (рис.14) в зависимости от параметра V / S_бL, где S_б - площадь боковой проекции погруженной части судна, L - длина судна, К₂ - коэффициент, определяемый по графику (рис.14) в зависимости от угла перекладки руля  .

Площадь пера руля рассчитывается по формуле:

(1.5)

Окружная скорость судна на установившейся циркуляции рассчитывается по формуле:

(1.6)

и сравнивается с ранее рассчитанной.

Рис. 11

Рис. 12

Рис. 13

Рис. 14

Список использованной литературы:

1. Правила классификации и постройки морских судов. Л. Транспорт, 1995

2. Справочник по теории корабля, т.2, Л. Судостроение, 1985.

3. Дорогостайский Д.В. и др. Теория и устройство судна. Л. Судостроение, 1976.

4. Самохвалов А.В. Методические указания по выполнению курсового проекта: Расчет посадки, остойчивости и общей прочности судна в процессе эксплуатации. Части 1-4. 2000.

5. Бородин Е.Л. Методические указания к курсовой работе по ТУС с комментариями и примерами расчетов. Часть 1. 2011.