Практическое задание № 8 диаграмма качки судна и правило ее использования
Цель работы – правило использования универсальной диаграммы качки.
Оборудование, аппаратура и приспособления, используемые в работе:
универсальные диаграммы качки (УДК)
Краткие теоретические сведения
Морским волнением называется распространение колебательных перемещений частиц воды, происходящих с большей или меньшей регулярностью по некоторым замкнутым или почти замкнутым орбитам.
Рассматривая план взволнованной поверхности, можно нанести фронт волны – линию, проходящую по вершинам данного гребня волны перпендикулярно к направлению перемещения ее профиля, и луч волны – перпендикуляр к фронту в данной точке (луч направлен в сторону движения волны).
Если рассмотреть пространственно – временную картину, можно определить скорость распространения волны (фазовую скорость), т. е. скорость перемещения гребня волны в направлении ее распространения, определяемую за короткий интервал времени (около периода). Преобладающими волнами на поверхности морей и океанов являются ветровые. Именно они доставляют наибольшие неприятности мореплавателю: вызывают качку судна, заливают палубу, уменьшают скорость хода, уклоняют его от заданного курса и могут наносить серьезные повреждения.
По трохоидальной теории волн, волна - это орбитальное движение частиц воды по окружности с периодом . Теорию разработал академик Шулейкин, а волна имеет следующие характеристики.
C
Рис.15 Основные параметры волны
Аналитические зависимости при этом между параметрами волн имеют следующий вид:
Длина волны,
м- 
Скорость бега волн
(скорость перемещения гребня волн),
м/с- 
Период волн, сек 
Высота волны,
м 
Ветровое волнение характерное для открытых частей моря имеет различные параметры в зависимости от скорости ветра. Мах. параметры ветровых волн имеют следующие характеристики:
Таблица 14
ветер |
h |
|
С |
|
h/ |
|
баллы |
м/с |
|
||||
6 |
11 |
4 |
87 |
11,8 |
7,4 |
1:22 |
7 |
14 |
5,8 |
129 |
14,2 |
9,1 |
1:22 |
8 |
17 |
8,4 |
138 |
14,7 |
9,4 |
1:16 |
9 |
20 |
11,5 |
180 |
16,8 |
10,8 |
1:16 |
10 |
23 |
12,6 |
285 |
21,1 |
13,5 |
1:22 |
11 |
27 |
14,5 |
376 |
24,4 |
15,5 |
1:25 |
Характеристики волн изменяются в зависимости от места их распространения, глубин и прочих условий.
Для определения характеристик волн в море при плавании предложено более 50 видов монограмм и диаграмм. Все эти методы построены на анализе движения судна по взволнованной поверхности моря. При этом рассматривается уравнение видимого периода волн.
С
V
V
V
С
V
Рис.16 Относительная скорость бега волны.
На рисунке 16 показаны величины:
V - скорость судна
С - скорость бега волны
qфв - курсовой угол фронта волны
U - разность проекции скорости судна и скорость волны по направлению бега волны
Уравнение видимого периода:
Знак «-» применяют, если судно идет по волне, а если против волны то «+».
- видимый (кажущийся) период волны на судне при его заданном курсе и скорости с учетом параметров волны.
Для удобства работы с диаграммой и расчетов используется не направление фронта волны, а компасный пеленг бега волны (КП бв), т.е. то направление, откуда дует ветер (перемещается волна).
С помощью уравнения могут решаться различные задачи:
1.Определение длины волны
2. Определение курсов и скоростей судна, при которых оно будет испытывать на данном волнении резонансную качку.
3.Курсы и скорости, при которых судно будет испытывать слеминг или будет находиться в зоне пониженной остойчивости.